JP2013164967A - Square secondary battery - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、それぞれシート状に形成された正極、負極及びセパレータを重ね合わせた状態で巻回してなる電極体が、扁平柱状の電池ケース内に収納された角形二次電池に関する。 The present invention relates to a prismatic secondary battery in which an electrode body formed by winding a positive electrode, a negative electrode, and a separator, each formed in a sheet shape, is housed in a flat columnar battery case.
従来より、それぞれシート状に形成された正極、負極及びセパレータを重ね合わせた状態で巻回してなる電極体を、扁平柱状の電池ケース内に収納することによって構成される角形二次電池が知られている。このような角形二次電池としては、例えば特許文献1に開示されるように、セパレータ、正極電極、セパレータ、負極電極の順に積層したものを糸巻き状に巻回した後に押圧して扁平に成形し、角筒状の金属容器内に収納した構成が知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a prismatic secondary battery is known that is configured by storing an electrode body that is wound in a state where a positive electrode, a negative electrode, and a separator, each formed in a sheet shape, are stacked in a flat columnar battery case. ing. As such a rectangular secondary battery, for example, as disclosed in
ところで、前記特許文献1の構成のように、それぞれシート状に形成された正極、負極及びセパレータを重ねた合わせた状態で巻回してなる電極体を、電池ケース内に収納する構成では、電池に衝撃が加わると、電池ケース内の電極体にも大きな衝撃が加わる。
By the way, in the configuration in which the electrode body formed by stacking the positive electrode, the negative electrode, and the separator, each formed in a sheet shape, is stored in the battery case as in the configuration of
特に、電池の性能試験の一つである耐衝撃試験では、電池を落下させて電池ケースの底面に衝撃を与えるため、電極体における電池ケースの底面側に、大きな衝撃が加わりやすい。衝撃によって正極及び負極がセパレータに対して移動すると、正極と負極との位置関係が変化して性能低下を招いたり、正極と負極とが接触して短絡が生じたりする可能性がある。 In particular, in an impact resistance test, which is one of battery performance tests, the battery is dropped and impact is applied to the bottom surface of the battery case, so that a large impact is likely to be applied to the bottom surface side of the battery case in the electrode body. When the positive electrode and the negative electrode move with respect to the separator due to impact, the positional relationship between the positive electrode and the negative electrode may change, resulting in performance degradation, or the positive electrode and the negative electrode may contact to cause a short circuit.
そのため、本発明の目的は、それぞれシート状に形成された正極、負極及びセパレータを重ね合わせた状態で巻回してなる電極体が、電池ケース内に収納された角形二次電池において、電池ケースが衝撃を受けても内部の電極体を保護可能な構成を得ることにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide a prismatic secondary battery in which an electrode body formed by winding a positive electrode, a negative electrode, and a separator, each formed in a sheet shape, in a stacked state, is housed in the battery case. The object is to obtain a configuration capable of protecting the internal electrode body even under impact.
本発明の一実施形態に係る角形二次電池は、それぞれシート状に形成された正極、負極及びセパレータを重ね合わせた状態で巻回することにより構成される電極体と、内部に前記電極体が収納される扁平柱状の電池ケースとを備え、前記セパレータは、前記正極及び前記負極と重ね合わせた状態で前記正極及び前記負極よりも外方に突出するように、前記正極及び前記負極よりも大きい面積を有していて、前記セパレータのうち、前記電池ケースの底面側に位置し且つ前記正極及び前記負極から突出する突出部分は、前記電池ケースの底面側に与えられた衝撃を吸収する緩衝部を構成する(第1の構成)。 A prismatic secondary battery according to an embodiment of the present invention includes an electrode body configured by winding a positive electrode, a negative electrode, and a separator formed in a sheet shape in an overlapped state, and the electrode body inside. The separator is larger than the positive electrode and the negative electrode so as to protrude outward from the positive electrode and the negative electrode in a state of being superimposed on the positive electrode and the negative electrode. The protruding portion that has an area and is located on the bottom surface side of the battery case and protrudes from the positive electrode and the negative electrode of the separator absorbs an impact applied to the bottom surface side of the battery case. (First configuration).
以上の構成では、セパレータは、正極及び負極よりも面積が大きいため、該正極及び負極よりも外方に突出している。これにより、セパレータによって正極と負極との間の短絡発生を防止できる。しかも、このようなセパレータのうち、前記電池ケースの底面側に位置し且つ前記正極及び前記負極から突出した突出部分が、前記電池ケースの底面側に与えられた衝撃を吸収する緩衝部を構成するため、電極体において正極及び負極が配置されている部分に加わる衝撃を低減できる。 In the above configuration, since the separator has a larger area than the positive electrode and the negative electrode, the separator protrudes outward from the positive electrode and the negative electrode. Thereby, the occurrence of a short circuit between the positive electrode and the negative electrode can be prevented by the separator. In addition, in such a separator, a protruding portion located on the bottom surface side of the battery case and protruding from the positive electrode and the negative electrode constitutes a buffer portion that absorbs an impact applied to the bottom surface side of the battery case. Therefore, the impact applied to the portion where the positive electrode and the negative electrode are arranged in the electrode body can be reduced.
前記第1の構成において、前記セパレータにおける前記突出部分は、その突出長さが、前記電池ケースにおいて厚み方向に対向する内面同士の間隔以上であるのが好ましい(第2の構成)。 In the first configuration, it is preferable that the protruding portion of the separator has a protruding length that is equal to or greater than an interval between inner surfaces facing in the thickness direction in the battery case (second configuration).
このように、セパレータにおける電池ケースの底面側の突出長さを、電池ケースにおいて厚み方向に対向する内面同士の間隔以上にすることで、緩衝部として機能する、セパレータの突出部分を容易に変形させることができる。よって、電池ケースの底面側に衝撃が加わった場合でも、前記セパレータの突出部分によって、その衝撃をより効果的に吸収することができる。 Thus, by making the protruding length of the battery case on the bottom side of the separator to be equal to or greater than the distance between the inner surfaces facing in the thickness direction in the battery case, the protruding portion of the separator that functions as a buffer portion can be easily deformed. be able to. Therefore, even when an impact is applied to the bottom surface side of the battery case, the impact can be more effectively absorbed by the protruding portion of the separator.
しかも、上述のように、セパレータにおける前記突出部分の突出長さを、電池ケースにおいて厚み方向に対向する内面同士の間隔以上にすることで、該突出部分を容易に折り曲げたり、溶着したりすることができる。これにより、セパレータが複数層、積層された状態の前記突出部分を纏めるためのテープ等の部材が不要になるとともに、該突出部分を折り曲げた場合には、その折り曲げた部分を、衝撃をより確実に吸収する緩衝部として機能させることが可能となる。 Moreover, as described above, by making the protruding length of the protruding portion of the separator equal to or greater than the distance between the inner surfaces facing in the thickness direction in the battery case, the protruding portion can be easily bent or welded. Can do. This eliminates the need for a member such as a tape for collecting the protruding portions in a state where a plurality of layers of separators are stacked, and when the protruding portions are bent, the bent portions are more reliably subjected to impact. It is possible to function as a buffering part that absorbs water.
前記第2の構成において、前記セパレータにおける前記突出部分は、前記電池ケースの厚み方向に折り曲げられているのが好ましい(第3の構成)。これにより、セパレータにおいて、電池ケースの底面側に位置する突出部分が、より確実に衝撃を吸収する緩衝部として機能する。すなわち、セパレータの突出部分を折り曲げることにより、電池ケースの底面に加わった衝撃に対して、折り曲げられた部分が容易に変形を生じるため、該衝撃をより確実に吸収することができる。 In the second configuration, it is preferable that the protruding portion of the separator is bent in the thickness direction of the battery case (third configuration). Thereby, in a separator, the protrusion part located in the bottom face side of a battery case functions as a buffer part which absorbs an impact more reliably. That is, by bending the protruding portion of the separator, the bent portion easily deforms with respect to the impact applied to the bottom surface of the battery case, so that the impact can be absorbed more reliably.
しかも、前記突出部分を前記電池ケースの厚み方向に折り曲げることにより、テープ等を用いることなく、セパレータが複数層、積層された状態の前記突出部分を纏めることができる。したがって、部品点数を減らすことがき、製造コストの低減を図れる。 In addition, by bending the protruding portions in the thickness direction of the battery case, the protruding portions in a state where a plurality of layers of separators are stacked can be collected without using a tape or the like. Therefore, the number of parts can be reduced, and the manufacturing cost can be reduced.
前記第2の構成において、前記セパレータにおける前記突出部分は、溶着によって該突出端部同士が一体化されているのが好ましい(第4の構成)。こうすることで、テープ等を用いることなく、セパレータが複数層、積層された状態の前記突出部分を纏めることができる。したがって、部品点数を減らすことがき、製造コストの低減を図れる。 In the second configuration, it is preferable that the protruding end portions of the separator are integrated with each other by welding (fourth configuration). By doing so, the protruding portions in a state where a plurality of separators are stacked can be collected without using a tape or the like. Therefore, the number of parts can be reduced, and the manufacturing cost can be reduced.
前記第1から第4の構成のうちいずれか一つの構成において、前記セパレータにおける前記突出部分は、その突出長さが、前記セパレータのうち、前記電池ケースの上面側に位置し且つ前記正極及び前記負極から突出した突出部分の突出長さよりも大きいのが好ましい(第5の構成)。 In any one of the first to fourth configurations, the protruding portion of the separator has a protruding length located on an upper surface side of the battery case of the separator, and the positive electrode and the positive electrode It is preferable that it is larger than the protrusion length of the protrusion part protruded from the negative electrode (5th structure).
これにより、電池の底面側に加わる衝撃に対して、電池ケース内の電極体を保護することができる。すなわち、一般的に、電池の上面側には、電極体以外の部品も配置されるため、該電池の上面側に加わる衝撃によって電極体は大きな衝撃を受けにくい。しかしながら、電池の底面側では、該底面側に大きな衝撃が加わると、電極体は大きな衝撃を受け易い。 Thereby, it is possible to protect the electrode body in the battery case against an impact applied to the bottom surface side of the battery. That is, in general, since components other than the electrode body are also arranged on the upper surface side of the battery, the electrode body is not easily subjected to a large impact by the impact applied to the upper surface side of the battery. However, when a large impact is applied to the bottom surface side of the battery, the electrode body is likely to receive a large impact.
これに対し、上述のように、セパレータにおいて、電池ケースの底面側に位置する突出部分の突出長さを上面側に位置する突出部分の突出長さよりも長くすることで、該底面側に位置する突出部分が緩衝部としてより確実に機能する。これにより、電池の底面側に大きな衝撃が加わった場合でも、電池ケース内の電極体において、正極及び負極がセパレータに対して移動するのを防止できる。 On the other hand, as described above, in the separator, the protruding length of the protruding portion positioned on the bottom surface side of the battery case is set longer than the protruding length of the protruding portion positioned on the upper surface side, thereby positioning on the bottom surface side. The protruding portion functions more reliably as a buffer portion. Thereby, even when a large impact is applied to the bottom surface side of the battery, it is possible to prevent the positive electrode and the negative electrode from moving with respect to the separator in the electrode body in the battery case.
前記第1から第5の構成のうちいずれか一つの構成において、前記セパレータのうち、前記電池ケースの上面側に位置し且つ前記正極及び前記負極から突出した突出部分は、その突出長さが、前記電池ケースにおいて厚み方向に対向する内面同士の間隔以上であるのが好ましい(第6の構成)。 In any one of the first to fifth configurations, the protruding portion of the separator located on the upper surface side of the battery case and protruding from the positive electrode and the negative electrode has a protruding length, In the battery case, it is preferable that the distance is greater than or equal to the distance between the inner surfaces facing each other in the thickness direction (sixth configuration).
こうすることで、電極体において電池ケースの上面側にも、セパレータの突出部分による緩衝部が形成されるため、電池ケースの上面側または下面側のいずれに衝撃が加わった場合でも、その衝撃を電極体の端部で吸収することができる。これにより、電極体内で、正極及び負極がセパレータに対して移動するのを防止できる。 In this way, since the buffer part is formed by the protruding portion of the separator on the upper surface side of the battery case in the electrode body, even if an impact is applied to either the upper surface side or the lower surface side of the battery case, It can be absorbed at the end of the electrode body. Thereby, it can prevent that a positive electrode and a negative electrode move with respect to a separator within an electrode body.
本発明の一実施形態に係る角形二次電池によれば、電極体の電池ケース底面側において、シート状の正極及び負極よりも突出するセパレータの突出部分は、該底面側に与えられた衝撃を吸収する緩衝部を構成する。これにより、電池ケースの底面側に衝撃を受けても、該電池ケース内の電極体を保護することができる。 According to the prismatic secondary battery according to the embodiment of the present invention, the protruding portion of the separator that protrudes from the sheet-like positive electrode and the negative electrode on the battery case bottom surface side of the electrode body has an impact applied to the bottom surface side. The buffer part to absorb is comprised. Thereby, even if an impact is received on the bottom side of the battery case, the electrode body in the battery case can be protected.
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳しく説明する。図中の同一または相当部分については同一の符号を付してその説明は繰り返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The same or corresponding parts in the drawings are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.
<実施形態1>
(全体構成)
図1は、本発明の実施形態1に係る角形二次電池1の概略構成を示す斜視図である。この角形二次電池1は、有底筒状の外装缶10と、該外装缶10の開口を覆う蓋板20と、該外装缶10内に収納される電極体30とを備えている。外装缶10に蓋板20を取り付けることによって、内部に空間を有する柱状の電池ケース2が構成される。なお、この電池ケース2内には、電極体30以外に、非水電解液(以下、単に電解液という)も封入されている。
<
(overall structure)
FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a prismatic
外装缶10は、アルミニウム合金製の有底筒状部材であり、蓋板20とともに電池ケース2を構成する。外装缶10は、図1に示すように、長方形の短辺側が円弧状に形成された底面11を有する有底筒状の部材である。詳しくは、外装缶10は、底面11と、滑らかな曲面を有する扁平筒状の側壁12とを備えている。すなわち、外装缶10は、底面11の短辺方向に対応する厚み方向の寸法が、底面11の長辺方向に対応する幅方向よりも小さくなる(例えば、厚みが幅の1/10程度になる)ように、扁平形状に形成されている。また、この外装缶10は、後述するように正極リード34に接続される蓋板20と接合されているため、角形二次電池1の正極端子も兼ねている。
The outer can 10 is a bottomed cylindrical member made of an aluminum alloy, and constitutes the
蓋板20は、外装缶10の開口部を覆うように、該外装缶10の開口部に溶接によって接合されている。これにより、蓋板20によって、電池ケース2の上面が形成される。蓋板20は、外装缶10と同様、アルミニウム合金製の部材からなり、該外装缶10の開口部の内側に嵌合可能なように長方形の短辺側が円弧状に形成されている。また、蓋板20には、その長手方向の中央部分に貫通孔が形成されている。この貫通孔内には、ポリプロピレン製の絶縁パッキング21及びステンレス鋼製の負極端子22が挿通されている。具体的には、概略柱状の負極端子22が挿通された概略円筒状の絶縁パッキング21が前記貫通孔の周縁部に嵌合されている。負極端子22は、円柱状の軸部の両端に平面部がそれぞれ一体形成された構成を有している。負極端子22は、平面部が外部に露出する一方、該軸部が絶縁パッキング21内に位置付けられるように、該絶縁パッキング21に対して配置されている。この負極端子22には、ステンレス鋼製のリード板27が接続されている。これにより、負極端子22は、リード板27及び後述する負極リード35を介して、電極体30の負極32に電気的に接続されている。なお、リード板27と絶縁パッキング21との間には、絶縁体26が配置されている。
The
蓋板20に取り付けられた負極端子22と、電極体30との間には、絶縁板36が配置されている。この絶縁板36によって、負極端子22と電極体30との間で短絡が生じるのを防止できる。
An insulating
蓋板20には、負極端子22と並んで電解液の注入口24が形成されている。注入口24は、平面視で略円形状に形成されている。また、注入口24は、蓋板20の厚み方向に径が2段階で変化するように小径部及び大径部を有している。この注入口24は、該注入口24の径の変化に対応して段状に形成された封止栓25によって封止されている。そして、封止栓25と注入口24の周縁部との間に隙間が生じないように、該封止栓25の大径部側の外周部と注入口24の周縁部とはレーザー溶接によって接合されている。
The
なお、特に図示しないが、蓋板20上には、回路基板及び樹脂製のカバーなどが配置される。すなわち、蓋板20は、他の部材によって覆われるため、露出していない。これにより、角形二次電池1に対して、蓋板20側から衝撃が加わった場合でも、該衝撃を軽減することができる。したがって、蓋板20側に加わった衝撃が電極体30に伝わるのを抑制することができる。
Although not particularly illustrated, a circuit board, a resin cover, and the like are disposed on the
(電極体)
電極体30は、図3に示すように、それぞれシート状に形成された正極31及び負極32を、例えば両者の間及び該負極32の下側にセパレータ33がそれぞれ位置するように重ね合わせた状態で、図4に示すように渦巻状に巻回することによって形成された巻回電極体である。電極体30は、正極31、負極32及びセパレータ33を重ね合わせた状態で巻回した後、押しつぶして扁平状に形成される。すなわち、電極体30は、軸方向に延びる円柱状の巻回体を押し潰して扁平状にすることにより得られる。
(Electrode body)
As shown in FIG. 3, the
ここで、図2では、電極体30の外周側の数層分しか図示していない。しかしながら、この図2では電極体30の内周側部分の図示を省略しているだけであり、当然のことながら、電極体30の内周側にも正極31、負極32及びセパレータ33が存在する。
Here, in FIG. 2, only a few layers on the outer peripheral side of the
正極31は、正極活物質を含有する正極活物質層を、アルミニウム等の金属箔製の正極集電体の両面にそれぞれ設けたものである。詳しくは、正極31は、リチウムイオンを吸蔵・放出可能なリチウム含有酸化物である正極活物質、導電助剤及びバインダなどを含む正極合剤を、アルミニウム箔などからなる正極集電体上に塗布して乾燥させることによって形成される。正極活物質であるリチウム含有酸化物としては、例えば、LiCoO2などのリチウムコバルト酸化物やLiMn2O4などのリチウムマンガン酸化物、LiNiO2などのリチウムニッケル酸化物等のリチウム複合酸化物を用いるのが好ましい。なお、正極活物質として、1種類の物質のみを用いてもよいし、2種類以上の物質を用いてもよい。また、正極活物質は、上述の物質に限られない。
The
負極32は、負極活物質を含有する負極活物質層を、銅等の金属箔製の負極集電体の両面にそれぞれ設けたものである。詳しくは、負極32は、リチウムイオンを吸蔵・放出可能な負極活物質、導電助剤及びバインダなどを含む負極合剤を、銅箔などからなる負極集電体上に塗布して乾燥させることによって形成される。負極活物質としては、例えば、リチウムイオンを吸蔵・放出可能な炭素材料(黒鉛類、熱分解炭素類、コークス類、ガラス状炭素類など)を用いるのが好ましい。負極活物質は、上述の物質に限られない。
In the
すなわち、正極31及び負極32は、図3に示すように、金属製の帯状の集電体における長手方向一方側の端部以外に、活物質層を設けることによって形成される。図3には正極31のみを示し、図中の斜線部分が正極活物質層を設けた部分である。
That is, as shown in FIG. 3, the
また、図3に示すように、電極体30の正極31には、正極活物質層が形成されていない部分に正極リード34が接続されている。一方、負極32には、負極活物質層が形成されていない部分に負極リード35が接続されている。正極リード34及び負極リード35は、帯状の正極31及び負極32に対して、それらの短手方向に延びるように接続されている。正極リード34及び負極リード35は、正極31及び負極32の外方に向かって引き出されている。図2に示すように、正極リード34の先端側は、蓋板20に接続されている。一方、負極リード35の先端側は、既述のリード板27を介して負極端子22に接続されている。
As shown in FIG. 3, a
セパレータ33は、例えばポリオレフィンなどの樹脂材料からなる多孔質フィルムである。図3に示すように、セパレータ33は、正極31及び負極32と同様、帯状に形成されていて、該正極31及び負極32よりも大きい面積を有する。
The
図3に示すように、正極31及び負極32は、セパレータ33の長手方向の一方側のみを露出させるように、該セパレータ33の両面にそれぞれ重ね合わされる。すなわち、正極31及び負極32は、セパレータ33の両面に対し、長手方向の端部が、該セパレータ33の長手方向の他方側の端部と重なるように配置される。これにより、セパレータ33の長手方向の一方側は、正極31及び負極32に対して突出している。
As shown in FIG. 3, the
また、図3に示すように、正極31及び負極32は、セパレータ33の短手方向の一方側(図3の下側)が他方側(図3の上側)よりも露出する範囲(セパレータ33の突出長さ)が大きくなるように、該セパレータ33の両面にそれぞれ重ね合わされる。すなわち、正極31及び負極32は、セパレータ33に対して、短手方向の他方側(図3の上側)に偏って配置される。これにより、セパレータ33の短手方向の一方側には、正極31及び負極32よりも突出した突出部分33aが形成される。
Further, as shown in FIG. 3, the
さらに、図3及び図5に示すように、正極31及び負極32は、セパレータ33の短手方向の他方側における突出部分33aの突出長さXが、電池ケース2において厚み方向に対向する内面同士の間隔Y以上になるように、セパレータ33に重ね合わされる。
Further, as shown in FIGS. 3 and 5, the
例えば、正極31及び負極32は、セパレータ33に対し、短手方向一方側のセパレータ33の突出長さが約2mmで、他方側のセパレータ33の突出長さが約3〜5mmになるように配置される。なお、電池ケース2において厚み方向に対向する内面同士の間隔は、前記他方側のセパレータ33の突出長さと同等である。
For example, the
上述のように重ね合わされた正極31、負極32及びセパレータ33は、巻回された後、扁平状に押し潰されることにより、図4に示すような形状の電極体30となる。図4において、破線は、正極31及び負極32を示している。したがって、電極体30において電池ケース2の底面11側に位置する下側部分30aには、正極31及び負極32は配置されておらず、セパレータ33のみが複数層、積層されている。
The
なお、特に図示しないが、電極体30の下側部分30aは、テープ等によって一体化される。すなわち、電極体30の下側部分30aに対してテープ等を巻回することにより、該下側部分30aを一体化する。
Although not particularly illustrated, the
これにより、電池ケース2の底面11に衝撃が加わった場合でも、電極体30の下側部分30aに位置するセパレータ33が変形を生じて、衝撃を吸収する。したがって、電池ケース2の底面11に加わった衝撃が電極体30の上側部分に伝わるのを防止できる。
Thereby, even when an impact is applied to the
(実施形態1の効果)
本実施形態では、正極31、負極32及びセパレータ33を重ね合わせた状態で、セパレータ33のうち電池ケース2の底面側に位置する部分は、正極31及び負極32よりも突出している。これにより、電極体30において電池ケース2の底面11側に位置する下側部分30aは、セパレータ33によって構成されるため、電池ケース2の底面11に加わった衝撃を吸収する緩衝部として機能する。したがって、電池ケース2の底面11に衝撃が加わった場合に、電極体30の正極31及び負極32がセパレータ33に対して移動するのを防止できる。
(Effect of Embodiment 1)
In the present embodiment, in a state where the
特に、本実施形態では、正極31、負極32及びセパレータ33は、該正極31及び負極32に対するセパレータ33の突出長さが蓋部20側よりも電池ケース2の底面11側の方が大きくなるように、重ね合わされている。これにより、電極体30において電池ケース2の底面11側は、変形を生じ易くなり、より確実に衝撃を吸収することができる。
In particular, in the present embodiment, the
さらに、上述の構成では、セパレータ33において電池ケース2の底面11側に位置する突出部分33aの突出長さXが、電池ケース2において厚み方向に対向する内面同士の間隔Y以上になるように、セパレータ33に対して正極31及び負極32を重ね合わせる。これにより、電極体30において電池ケース2の底面11側に位置する下側部分30aが、電極体30の上下方向に変形をより生じ易くなる。したがって、電極体30の下側部分30aによって、電池ケース2の底面11に加わった衝撃をさらに確実に吸収することができる。
Furthermore, in the above-described configuration, the protruding length X of the protruding
なお、電池ケース2の蓋部20側に加わった衝撃は、該蓋部20上に配置される他の部品、及び、電極体20の蓋部20側に配置される部材によって、低減される。しかしながら、蓋部20側に配置された他の部品等では、底面11側から受ける衝撃を低減することはできない。本実施形態では、上述の構成により、底面11側から受けた衝撃が電極体30に伝わるのを抑制することができる。
Note that the impact applied to the
<実施形態2>
図6に、実施形態2に係る角形二次電池の電極体40の概略構成を示す。この実施形態では、電極体40の下側部分40aを溶着している点で実施形態1とは異なる。なお、以下の説明において、実施形態1と同様の構成及び機能を有する部分には実施形態1と同一の符号を付して説明を省略する。
<
FIG. 6 shows a schematic configuration of the
具体的には、図6に示すように、電極体40において、電池ケース2の底面11側に位置する下側部分40a(図5における網状のハッチング部分)には、実施形態1と同様、正極31及び負極32がない状態でセパレータ33のみが複数層、積層されている。本実施形態では、下側部分40aのセパレータ33は、溶着によって互いに接続されている。これにより、電極体40の下側部分40aは、一体化されている。
Specifically, as shown in FIG. 6, in the
なお、下側部分40aのセパレータ33を全て溶着してもよいし、下側部分40aのセパレータ33の一部のみを溶着してもよい。実施形態1と同様、電極体40の下側部分40aが、衝撃を吸収する緩衝部として機能する。
In addition, all the
(実施形態2の効果)
本実施形態では、電極体40において、電池ケース2の底面11側に位置する下側部分40aのセパレータ33が、溶着によって互いに接続されている。これにより、電極体40の下側部分40aを一体化することができる。したがって、電極体40の端部を纏めるためのテープ等の部材が不要になる。
(Effect of Embodiment 2)
In the present embodiment, in the
<実施形態3>
図7に、実施形態3に係る角形二次電池の電極体50の概略構成を示す。この実施形態では、電極体50の下側部分を折り曲げている点で実施形態1とは異なる。なお、以下の説明において、実施形態1と同様の構成及び機能を有する部分には実施形態1と同一の符号を付して説明を省略する。
<Embodiment 3>
FIG. 7 shows a schematic configuration of the
具体的には、図7に示すように、扁平状の電極体50において、電池ケース2の底面11側に位置する下側部分50aは、厚み方向に折り曲げられている。図6の例では、電極体50の下側部分50aは、該電極体50の幅方向全体に亘って電極体50の下端部が該電極体50の側方に位置するように、折り曲げられている。この下側部分50aが衝撃を吸収する緩衝部として機能する。
Specifically, as shown in FIG. 7, in the
(実施形態3の効果)
本実施形態では、電極体50において、電池ケース2の底面11側に位置する下側部分50aを構成するセパレータ33が、該電極体50の厚み方向に折り曲げられている。これにより、電極体50の下側部分50aを一体化することができる。したがって、電極体50の端部を纏めるためのテープ等の部材が不要になる。
(Effect of Embodiment 3)
In the present embodiment, in the
また、上述のように、電極体50の下側部分50aを該電極体50の厚み方向に折り曲げることにより、折り曲げられた下側部分50aが上下方向に変形を生じ易くなる。これにより、電極体50の下側部分50aによって、電池ケース2の底面11に加わる衝撃を吸収することができる。したがって、電池ケース2の底面11側に加わった衝撃が電極体50の上側部分に伝わるのを防止することができ、正極31及び負極32がセパレータ33に対して移動するのを防止できる。
Further, as described above, by bending the
しかも、セパレータ33において電池ケース2の底面11側で突出する部分の突出長さXが、電池ケース2において厚み方向に対向する内面同士の間隔Y以上になるように、セパレータ33に対して正極31及び負極32を重ね合わせることによって、電極体50の下側部分50aは形成される。これにより、下側部分50aを電極体50の厚み方向に容易に折り曲げることができる。また、電極体50の厚み方向に折り曲げられた下側部分50aを電池ケース2の底面11の内面全体に配置できるため、電極体50に伝わる衝撃を下側部分50aによってより確実に吸収することができる。
Moreover, the
<実施形態4>
図8に、実施形態4に係る角形二次電池の電極体におけるセパレータ33と正極31との配置を示す。この実施形態は、電極体の上下部分にそれぞれ実施形態1と同様の突出長さXを有する突出部分33a,33bが形成されるように、該セパレータ33に対して正極31及び負極32を重ね合わせた点で実施形態1とは異なる。なお、以下の説明において、実施形態1と同様の構成及び機能を有する部分には実施形態1と同一の符号を付して説明を省略する。
<Embodiment 4>
FIG. 8 shows an arrangement of the
図8に示すように、正極31は、セパレータ33に対し、短手方向の両側にそれぞれ形成される突出部分33a,33bの突出長さXが、電池ケース2において厚み方向に対向する内面同士の間隔Y以上になるように、重ね合わされる。すなわち、実施形態1では、セパレータ33の短手方向の一方側(電池ケース2の底面11側)のみに、突出長さXの突出部分33aが形成されるのに対し、この実施形態では、セパレータ33の短手方向の両側に突出長さXの突出部分33a,33bが形成される。
As shown in FIG. 8, the
なお、図8には特に図示しないが、負極32も、正極31と同様、セパレータ33に対し、短手方向の両側でそれぞれ突出する部分の突出長さXが、電池ケース2において厚み方向に対向する内面同士の間隔Y以上になるように、重ね合わされる。
Although not specifically shown in FIG. 8, the
上述のように重ね合わされた正極31、負極32及びセパレータ33を巻回して押し潰すことにより形成される電極体は、軸方向両端部分に、セパレータ33によって構成される緩衝部を有する。これにより、電池ケース2の上下から衝撃が加わった場合でも、電極体の軸方向両端部分で衝撃を吸収することができる。
The electrode body formed by winding and crushing the
(実施形態4の効果)
本実施形態では、正極31及び負極32に対して短手方向の両側で突出するセパレータ33の突出部分33a,33bの突出長さXが、電池ケース2において厚み方向に対向する内面同士の間隔Y以上になるように、正極31及び負極32をセパレータ33に対して重ね合わせた。これにより、正極31、負極32及びセパレータ33を巻回して押し潰してなる電極体は、軸線方向両側にセパレータ33によって構成される緩衝部を有する。よって、電極体の軸方向中央部分に加わる衝撃を軽減することができ、セパレータ33に対して正極31及び負極32が移動するのを防止することができる。
(Effect of Embodiment 4)
In the present embodiment, the protruding length X of the protruding
(その他の実施形態)
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。
(Other embodiments)
While the embodiments of the present invention have been described above, the above-described embodiments are merely examples for carrying out the present invention. Therefore, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and the above-described embodiment can be appropriately modified and implemented without departing from the spirit of the invention.
前記各実施形態では、正極31及び負極32は、それぞれ帯状に形成されるとともに、長手方向の一方側の端部を除いて、集電体上に活物質層が形成されている。しかしながら、正極31及び負極32の構成は、正極及び負極の電極として機能する構成であれば、どのような構成であってもよい。
In each of the above embodiments, the
前記実施形態1では、それぞれシート状に形成された正極31及び負極32を、例えば両者の間及び該負極32の下側にセパレータ33がそれぞれ位置するように重ね合わせている。しかしながら、正極31、負極32、セパレータ33を重ねる順番は、二次電池を構成可能な順番であれば、どのような順番であってもよい。
In the first embodiment, the
前記各実施形態では、角形二次電池1の電池ケース2を、長方形の短辺側が円弧状に形成された底面を有する柱状としている。しかしながら、電池ケースの形状は、六面体など他の形状であってもよい。
In each of the embodiments described above, the
前記各実施形態では、角形二次電池1をリチウムイオン電池として構成している。しかしながら、角形二次電池1はリチウムイオン電池以外の電池であってもよい。
In each said embodiment, the square
本発明は、電池ケース内に、正極、負極及びセパレータを巻回してなる電極体が収納された角形二次電池に利用可能である。 The present invention can be used for a prismatic secondary battery in which an electrode body formed by winding a positive electrode, a negative electrode, and a separator is housed in a battery case.
1:角形二次電池、2:電池ケース、10:外装缶、11:底面、12:側壁、20:蓋板、30:電極体、31:正極、32:負極、33:セパレータ、33a,33b:突出部分、X:突出部分の突出長さ、Y:電池ケースにおいて対向する内面同士の間隔 1: Square secondary battery, 2: Battery case, 10: Exterior can, 11: Bottom surface, 12: Side wall, 20: Cover plate, 30: Electrode body, 31: Positive electrode, 32: Negative electrode, 33: Separator, 33a, 33b : Projecting portion, X: projecting length of projecting portion, Y: distance between inner surfaces facing each other in the battery case
Claims (6)
内部に前記電極体が収納される扁平柱状の電池ケースとを備え、
前記セパレータは、前記正極及び前記負極と重ね合わせた状態で前記正極及び前記負極よりも外方に突出するように、前記正極及び前記負極よりも大きい面積を有していて、
前記セパレータのうち、前記電池ケースの底面側に位置し且つ前記正極及び前記負極から突出する突出部分は、前記電池ケースの底面側に与えられた衝撃を吸収する緩衝部を構成する、角形二次電池。 An electrode body constituted by winding a positive electrode, a negative electrode, and a separator, each formed in a sheet shape, in an overlapped state;
A flat columnar battery case in which the electrode body is housed;
The separator has a larger area than the positive electrode and the negative electrode so as to protrude outward from the positive electrode and the negative electrode in a state of being overlapped with the positive electrode and the negative electrode,
Of the separator, a protruding portion that is located on the bottom surface side of the battery case and protrudes from the positive electrode and the negative electrode constitutes a square secondary that absorbs an impact applied to the bottom surface side of the battery case. battery.
前記セパレータにおける前記突出部分は、その突出長さが、前記電池ケースにおいて厚み方向に対向する内面同士の間隔以上である、角形二次電池。 The prismatic secondary battery according to claim 1,
The projecting portion of the separator is a prismatic secondary battery having a projecting length equal to or greater than a distance between inner surfaces facing in the thickness direction in the battery case.
前記セパレータにおける前記突出部分は、前記電池ケースの厚み方向に折り曲げられている、角形二次電池。 The prismatic secondary battery according to claim 2,
The protruding portion of the separator is a prismatic secondary battery that is bent in the thickness direction of the battery case.
前記セパレータにおける前記突出部分は、溶着によって該突出端部同士が一体化されている、角形二次電池。 The prismatic secondary battery according to claim 2,
The protruding portion of the separator is a prismatic secondary battery in which the protruding end portions are integrated by welding.
前記セパレータにおける前記突出部分は、その突出長さが、前記セパレータのうち、前記電池ケースの上面側に位置し且つ前記正極及び前記負極から突出した突出部分の突出長さよりも大きい、角形二次電池。 The prismatic secondary battery according to any one of claims 1 to 4,
The protruding portion of the separator has a protruding length that is larger than the protruding length of the protruding portion that is located on the upper surface side of the battery case and protrudes from the positive electrode and the negative electrode in the separator. .
前記セパレータのうち、前記電池ケースの上面側に位置し且つ前記正極及び前記負極から突出した突出部分は、その突出長さが、前記電池ケースにおいて厚み方向に対向する内面同士の間隔以上である、角形二次電池。 The prismatic secondary battery according to any one of claims 1 to 5,
Of the separator, the protruding portion located on the upper surface side of the battery case and protruding from the positive electrode and the negative electrode has a protruding length equal to or greater than the interval between the inner surfaces facing in the thickness direction in the battery case. Square secondary battery.
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- 2012-02-10 JP JP2012027214A patent/JP2013164967A/en active Pending
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