JP2014107069A - Vehicular secondary battery - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自動車等の車両に搭載される車両用二次電池に関するものである。 The present invention relates to a vehicular secondary battery mounted on a vehicle such as an automobile.
従来、例えば、携帯電話やパーソナルコンピュータ等の比較的小型の電子機器用の二次電池として、ニッケル水素二次電池やリチウムイオン二次電池に代表される非水電解質二次電池等の密閉形二次電池が知られている。また近年は、電気自動車,ハイブリッド自動車,電動バイクなどに代表される各種電動車両に搭載される大型で大容量の電源としてもこのような密閉形二次電池が開発されている。 Conventionally, for example, a sealed secondary battery such as a nickel-hydrogen secondary battery or a non-aqueous electrolyte secondary battery represented by a lithium ion secondary battery as a secondary battery for a relatively small electronic device such as a mobile phone or a personal computer. Secondary batteries are known. In recent years, such a sealed secondary battery has been developed as a large-scale and large-capacity power source mounted on various electric vehicles such as electric vehicles, hybrid vehicles, and electric motorcycles.
このような密閉形二次電池の構造としては、例えば、いずれも帯状の正極板と負極板とが帯状のセパレータを介して扁平形状に捲回されることで積層された扁平型の電極群(電極束)が非水電解液と共に角形の外装部材(セルケース)内に収納され、外装部材が上方開口を蓋部材によって密閉されたものがある(例えば、特許文献1参照)。
正極板は電極束の軸方向一端部で集合されて、負極板は電極束の軸方向他端部で集合されて、それぞれ集電体の一端側に接続され、集電体の他端側は蓋部材に設けられる端子部に接続されている。例えば、特許文献1に記載の構成では、正極板及び負極板は、上記集電体に相当する正極リード及び負極リードによって上記端子部に相当する正極端子及び負極端子に接続されている。
As the structure of such a sealed secondary battery, for example, a flat electrode group in which a belt-like positive electrode plate and a negative electrode plate are both stacked in a flat shape via a belt-like separator ( Some electrode bundles) are housed in a rectangular exterior member (cell case) together with a non-aqueous electrolyte, and the exterior member has an upper opening sealed by a lid member (see, for example, Patent Document 1).
The positive electrode plate is assembled at one end of the electrode bundle in the axial direction, the negative electrode plate is assembled at the other axial end of the electrode bundle, and is connected to one end side of the current collector, and the other end side of the current collector is It is connected to a terminal portion provided on the lid member. For example, in the configuration described in Patent Document 1, the positive electrode plate and the negative electrode plate are connected to the positive electrode terminal and the negative electrode terminal corresponding to the terminal portion by the positive electrode lead and the negative electrode lead corresponding to the current collector.
これら正極リード及び負極リードは、端子部に接続される接続プレートと、接続プレートから下方に延出された短冊状の集電体(リード部)とを有し、この集電体が正極板又は負極板に接続されている。そして、この集電体は、電極束の表面と略平行となるように接続プレートから下方に向かって延設されている。特許文献1に記載の構成では、上記短冊状の集電体は、扁平型の電極束の表面と略平行となるように接続プレート(接続部)から延設されている。 The positive electrode lead and the negative electrode lead have a connection plate connected to the terminal portion and a strip-shaped current collector (lead portion) extending downward from the connection plate, and the current collector is a positive electrode plate or Connected to the negative electrode plate. The current collector extends downward from the connection plate so as to be substantially parallel to the surface of the electrode bundle. In the configuration described in Patent Document 1, the strip-shaped current collector is extended from a connection plate (connection portion) so as to be substantially parallel to the surface of the flat electrode bundle.
ところで、このような二次電池を車両に搭載する場合、電池の充放電特性や寿命特性などの電気的特性のみならず、万一事故に遭遇した場合においても短絡が生じ難くすることが求められる。車両用二次電池の場合、バッテリケース内に多数の電池を例えばモジュール化して収納し、このバッテリケースを車体に取り付けることになる。バッテリケースは、水平に配置されるトレーと、このトレーの上方を覆うように装着されるカバーとを備え、多数の電池は、トレー上に各端子部を上方に向けて車両の前後方向や横方向に並べて配置される。 By the way, when such a secondary battery is mounted on a vehicle, not only electrical characteristics such as battery charge / discharge characteristics and life characteristics, but also a short circuit is required not to occur even in the event of an accident. . In the case of a vehicle secondary battery, a large number of batteries are stored in a battery case, for example, as a module, and the battery case is attached to the vehicle body. The battery case includes a horizontally disposed tray and a cover that is mounted so as to cover the upper side of the tray. Many batteries have their terminals facing upward on the tray, and the front and rear sides and the side of the vehicle. Arranged side by side.
バッテリケースやセルケースには、万一事故に遭遇した場合においても内部の電池を保護できる構造が求められるが、衝突の程度や形態によっては、セルケースの変形を回避することは困難である。セルケースが変形すると、これに起因して内部短絡が生じる虞がある。特に、セルケースの上面の端部寄りの端子部付近に外力が加わると、セルケースの座屈変形を招き、この座屈変形に伴って集電体が内側に変形して電極束に進入してしまい、正極板又は負極板に接触して内部短絡が生じる虞がある。 The battery case and the cell case are required to have a structure capable of protecting the internal battery even in the event of an accident, but it is difficult to avoid the deformation of the cell case depending on the degree and form of the collision. If the cell case is deformed, an internal short circuit may occur due to this. In particular, when an external force is applied near the terminal near the end of the top surface of the cell case, the cell case is buckled and the current collector is deformed inward and enters the electrode bundle. Therefore, there is a possibility that an internal short circuit may occur due to contact with the positive electrode plate or the negative electrode plate.
本発明はこのような課題に鑑みて創案されたものであり、外装部材(セルケース)が外部からの衝撃を受けても集電体の変形を抑制し集電体の電極束への進入を回避することができるようにした、車両用二次電池を提供することを目的とする。 The present invention has been devised in view of such problems, and even when the exterior member (cell case) receives an external impact, the deformation of the current collector is suppressed and the current collector can enter the electrode bundle. An object of the present invention is to provide a vehicular secondary battery that can be avoided.
上記の目的を達成するために、本発明の車両用二次電池は、正極板と負極板とがセパレータを介してオフセットして積層された積層体を捲回軸周りに捲回されて、扁平形状に形成された電極束と、前記電極束の端縁部において、前記正極板又は前記負極板が前記積層体の重なり部から露出し前記端縁部に沿って形成された露出部に結合された集電体と、前記電極束及び前記集電体を収容し、前記電極束の扁平面に対向する一対の正面部と、前記一対の正面部の両端に位置する一対の端面部と、上面部及び下面部とを備えて、直方体形状に形成され、前記集電体が前記端面部の何れかと近接する外装部材と、を備えた車両用二次電池であって、前記集電体は、前記露出部に沿って延在し、前記正面部には、前記端面部と交差する方向に延在する剛性強化用断面変形部が形成され、前記剛性強化用断面変形部は、前記集電体の延在する領域に対応して形成されていることを特徴としている。 In order to achieve the above object, a secondary battery for a vehicle according to the present invention is a flat battery in which a laminated body in which a positive electrode plate and a negative electrode plate are laminated with a separator interposed therebetween is wound around a winding axis. The positive electrode plate or the negative electrode plate is exposed from the overlapping part of the laminate and is coupled to the exposed part formed along the edge part in the electrode bundle formed in a shape and the edge part of the electrode bundle. A current collector, a pair of front portions that house the electrode bundle and the current collector and face the flat surface of the electrode bundle, a pair of end surface portions located at both ends of the pair of front portions, and an upper surface A secondary battery for a vehicle, comprising: an exterior member that is formed in a rectangular parallelepiped shape, and the current collector is adjacent to any one of the end surface portions, the current collector comprising: It extends along the exposed part, and extends in the direction intersecting the end face part on the front part. Formed sexual reinforcing cross deformable portion, the rigid reinforcing sectional deformation portion is characterized in that it is formed to correspond to the region of extension of the current collector.
なお、「前記集電体の延在する領域に対応して形成され」とは、必ずしも前記集電体の延在する領域をすべて含むように配置されることを意味してはおらず、前記集電体の延在する領域を他の領域よりも剛性強化できるものであれば良い。例えば、剛性強化用断面変形部が形成される領域を、集電体の延在する領域の境界に接近してはいるが、この境界までは含まない範囲に配置されるようにしても良い。 The phrase “formed corresponding to the region where the current collector extends” does not necessarily mean that the current collector is disposed so as to include the entire region where the current collector extends. Any region can be used as long as the region in which the electric body extends can be strengthened more rigidly than the other regions. For example, the region where the rigidity-enhancing cross-section deformed portion is formed is close to the boundary of the region where the current collector extends, but may be arranged in a range not including this boundary.
前記剛性強化用断面変形部は、前記正面部の中央部位から前記端面部との近接部位にかけて延在して形成されていることが好ましい。
前記剛性強化用断面変形部は、前記積層体の前記重なり部に対応した領域に延在していることが好ましい。
なお、「前記積層体の前記重なり部に対応した領域」とは、必ずしも前記積層体の前記重なり部が存在する領域をすべて含むことを意味してはいない。ここでは、電極束の端縁部において、正極板又は負極板が積層体の重なり部から露出した露出部が存在するが、剛性強化用断面変形部がこの露出部に配置される集電体と干渉することは避けたいので、剛性強化用断面変形部が、露出部が存在する領域を避け、且つ、できるだけ端面部に近い領域まで剛性強化用断面変形部を形成することが好もしいことを意味する。
It is preferable that the rigidity-enhancing cross-sectional deformation portion is formed to extend from a central portion of the front portion to a portion close to the end surface portion.
It is preferable that the rigidity-enhancing cross-sectional deformation portion extends in a region corresponding to the overlapping portion of the laminate.
Note that the “region corresponding to the overlapping portion of the stacked body” does not necessarily include the entire region where the overlapping portion of the stacked body exists. Here, there is an exposed portion where the positive electrode plate or the negative electrode plate is exposed from the overlapping portion of the laminated body at the edge portion of the electrode bundle, and the current collector in which the cross-section deforming portion for reinforcing rigidity is disposed in the exposed portion Since it is desirable to avoid interference, it means that it is preferable that the cross-sectional deformation portion for reinforcing rigidity avoids the region where the exposed portion exists and forms the cross-sectional deformation portion for reinforcing rigidity as close to the end surface as possible. .
前記剛性強化用断面変形部は、曲面状に形成されていることが好ましい。
この場合の曲面は、捲回軸と平行な軸線周りに湾曲し、外装部材の外面側が凹状で且つ外装部材の内面側が凸状の、例えば部分円筒状の湾曲面が好ましい。ただし、剛性強化用断面変形部は、これに限らず、外装部材の外面側が凹状で且つ外装部材の内面側が凸状の屈曲面(複数の平面で構成された凹状又は凸状の面)でもよく、例えば外装部材の内面側のみを肉厚とした形状でもよい。
It is preferable that the rigidity-enhancing cross-sectional deformation part is formed in a curved surface shape.
The curved surface in this case is preferably a curved surface that is curved around an axis parallel to the winding axis, has a concave shape on the outer surface side of the exterior member and a convex shape on the inner surface side of the exterior member, for example, a partial cylindrical shape. However, the cross-sectional deformation portion for reinforcing rigidity is not limited to this, and the outer surface side of the exterior member may be concave and the inner surface side of the exterior member may be a convex bent surface (a concave or convex surface constituted by a plurality of planes). For example, a shape in which only the inner surface side of the exterior member is thick may be used.
前記集電体は、前記上面部の端部に設けられた正極端子又は負極端子に上端部を接続され、前記露出部の下端近傍まで下端部を延在させて配置されることが好ましい。
前記集電体として、前記正極板が前記電極束の一端縁側に露出して形成された正極露出部に結合された正極集電体と、前記負極板が前記電極束の他端縁側に露出して形成された負極露出部に結合された負極集電体と、をそなえ、前記正極集電体及び前記負極集電体は、それぞれ対応する前記両端面部と隣接することが好ましい。
It is preferable that the current collector is disposed with an upper end connected to a positive electrode terminal or a negative electrode terminal provided at an end of the upper surface, and a lower end extending to the vicinity of the lower end of the exposed portion.
As the current collector, a positive electrode current collector coupled to a positive electrode exposed portion formed by exposing the positive electrode plate to one end edge side of the electrode bundle, and the negative electrode plate exposed to the other end edge side of the electrode bundle. It is preferable that the positive electrode current collector and the negative electrode current collector are adjacent to the corresponding end surface portions, respectively.
本発明によれば、外装部材において、例えば上面部から端面部が座屈変形を招くような外力を受けた場合に、端面部に隣接する正面部の剛性がこの外力に対抗して端面部の座屈変形を阻止するように作用する。電極束の端縁部及び露出部に沿って集電体が延在するが、正面部には、端面部と交差する方向に延在する剛性強化用断面変形部が、集電体の延在する領域に対応して形成されているので、集電体の延在する領域では剛性強化用断面変形部により端面部の座屈変形を阻止する作用が強く働く。このため、端面部の座屈変形が発生したとしても、集電体の延在する領域以外で発生する。したがって、端面部が座屈変形しても集電体の変形を招きにくく、集電体が内側に変形して電極束に進入して正極板又は負極板に接触して内部短絡が生じる虞を回避することができる。 According to the present invention, in the exterior member, for example, when the end surface portion receives an external force that causes buckling deformation from the upper surface portion, the rigidity of the front surface portion adjacent to the end surface portion opposes this external force and the end surface portion It acts to prevent buckling deformation. The current collector extends along the edge and the exposed portion of the electrode bundle, and the front surface portion has a cross-sectional deformation portion for reinforcing rigidity extending in a direction intersecting the end surface portion. Therefore, in the region where the current collector extends, the effect of preventing buckling deformation of the end surface portion by the cross section deforming portion for strengthening the rigidity is strong. For this reason, even if buckling deformation of the end face portion occurs, it occurs outside the region where the current collector extends. Therefore, even if the end face portion is buckled and deformed, the current collector is hardly deformed, and the current collector is deformed inward and enters the electrode bundle and may contact the positive electrode plate or the negative electrode plate to cause an internal short circuit. It can be avoided.
以下、図面により実施の形態について説明する。なお、以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。以下の実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができるとともに、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることが可能である。
なお、各実施形態にかかる車両用二次電池は自動車に適用されるものを例示するが、本車両用二次電池は自動車以外の車両への適用も有効である。
Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. Note that the embodiment described below is merely an example, and there is no intention to exclude various modifications and technical applications that are not explicitly described in the following embodiment. Each configuration of the following embodiments can be implemented with various modifications without departing from the spirit thereof, and can be selected as necessary or can be appropriately combined.
In addition, although the secondary battery for vehicles concerning each embodiment illustrates what is applied to a motor vehicle, application to vehicles other than a motor vehicle is effective for this secondary battery for vehicles.
[1.第1実施形態]
[1−1.全体構成]
図1〜図9を用いて、第1実施形態にかかる車両用二次電池を説明する。また、以下の説明において、上下又は上下方向とは鉛直方向又は略鉛直方向の上下又は上下方向を示す。また、水平方向とは鉛直方向又は略鉛直方向と直交する方向を示す。
[1. First Embodiment]
[1-1. overall structure]
The vehicle secondary battery according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. In the following description, the vertical direction or the vertical direction means the vertical direction or the substantially vertical direction. Further, the horizontal direction indicates a vertical direction or a direction orthogonal to the substantially vertical direction.
まず、本電極構造が適用される二次電池1の全体構造を説明する。本実施形態では二次電池1としてリチウムイオン二次電池を例示する。
図1,図2に示すように、本実施形態に係る二次電池1は、密閉形二次電池であり、正極板21及び負極板22を備えて構成される電極束(エレメント)20と、正極集電体(正極リード)31及び負極集電体(負極リード)32とが、非水電解液(図示なし)と共に外装部材であるセルケース10内に収容され構成されている。詳細は後述するが、電極束20は扁平形状に形成され、セルケース10は、この電極束20の形状に合わせた角型、つまり、直方体の形状に形成される。
First, the overall structure of the secondary battery 1 to which the present electrode structure is applied will be described. In this embodiment, a lithium ion secondary battery is illustrated as the secondary battery 1.
As shown in FIGS. 1 and 2, the secondary battery 1 according to this embodiment is a sealed secondary battery, and includes an electrode bundle (element) 20 including a
このセルケース10は、上部が開口した有底角筒形状のセルケース本体11と、セルケース本体11の開口した上部に装着される蓋部材12とからなり、蓋部材12の装着により内部が密閉される。セルケース本体11及び蓋部材12は、例えば、アルミニウム合金、鉄あるいはステンレスなどの金属から形成され、蓋部材12は溶接等によってセルケース本体11に強固に固定される。
The
なお、セルケース10内には、図示は省略するが、セルケース10の内面を覆う絶縁部材が装備されている。これにより、セルケース10と、その内部に収容される電極束20及び集電体31,32や図示しない電解液との絶縁が図られている。
セルケース本体11は、図1〜図4に示すように、扁平形状の電極束20の両扁平面にそれぞれ対向し互いに平行な一対の正面部13,13と、これらの一対の正面部13,13の両端に位置し互いに平行な一対の端面部14,14と、底面部15とを備え、上部が開口している。セルケース本体11の上部開口には、蓋部材12が底面部15と平行に配置され装着される。したがって、セルケース10は、正面部13,13及び端面部14,14,蓋部材(上面部)12及び底面部(下面部)15の6面からなる直方体形状に形成される。
In addition, in the
As shown in FIGS. 1 to 4, the
電極束20は、図5に示すように、図中上下方向に延びた帯状の正極板21及び負極板22がその相互間にセパレータ23,24を挟んで、且つ、正極板21の一端部は負極板22及びセパレータ23の一端部よりも外方(図5中、左方)に突出するようにオフセットされ、負極板22の他端部は正極板21及びセパレータ23,24の他端部よりも外方(図5中、右方)に突出するようにオフセットされた状態で積層された積層体25を、幅方向に沿う軸(以下、この軸を捲回軸と呼ぶ)の周りに捲回されることにより、図2に示すように、扁平形状に形成されている。
As shown in FIG. 5, the
正極板21は、例えばアルミニウム箔からなる基板の両面にマンガン酸リチウム等の正極活物質が塗布された正極活物質層部21Aを有する。この正極活物質層部21Aは、正極板21の長手方向に直交する方向(以下、幅方向という)の片方の端部(図5中、左端部)を除いて設けられる。つまり、正極板21の幅方向の片方の端側の長手方向に沿う部分(図2に示す電極束20の一端側の端縁部20a)には、正極活物質層部21Aは設けられず、正極板21が露出した露出部21Bが形成されている。この露出部21Bは正極20Aとして機能するので正極露出部とも呼ぶ。
The
負極板22は、例えば銅箔からなる基板の両面に黒鉛等の負極活物質を塗布した負極活物質層部22Aを有する。この負極活物質層部22Aは、負極板22の長手方向に直交する方向(以下、幅方向という)の片方の端部(図5中、右端部)を除いて設けられる。つまり、負極板22の幅方向の片方の端側の長手方向に沿う部分(図2に示す電極束20の他端側の端縁部20b)には、負極活物質層部22Aは設けられず、負極板22が露出した露出部22Bが形成されている。この露出部22Bは負極20Bとして機能するので負極露出部とも呼ぶ。
The
セパレータ23,24は、正極板21と負極板22とを電気的に絶縁する役割と、図示しない電解液を保持する役割と、イオンを通過させる役割と、両電極板21,22を所定の間隔で保持する役割とを有し、正極板21の正極活物質層部21Aと負極板22の負極活物質層部22Aとの間に介装される。セパレータ23,24としては、例えばポリエチレンやポリプロピレン製のフィルムに微小な孔が多数形成されたものが用いられる。なお、ここでは、セパレータ23,24に同一のものが用いられる。
The
積層体25は、このように構成された正極板21と負極板22とがセパレータ23,24を介して、図5に示すように幅方向にオフセットした状態で重ねられており、積層体25には、両端の正極露出部21B及び負極露出部22Bを除いた中央部分に、正極板21,セパレータ23,負極板22及びセパレータ24がこの順に重ねられた重なり部25Aが形成される。
In the laminate 25, the
積層体25が捲回されて扁平形状に形成された電極束20には、その一端の縁部に正極露出部21Bが捲回された状態となり、その他端の縁部に負極露出部22Bが捲回された状態となる。これらの捲回状態の正極露出部21B及び負極露出部22Bは、それぞれ互いに接合されて正極20A及び負極20Bを形成し、正極20Aを形成する正極露出部21Bには正極集電体31が、負極20Bを形成する負極露出部22Bには負極集電体32が、それぞれ結合される。
In the
本実施形態では、電極束20は中空の扁平形状に形成され、電極束20の両端の正極露出部21B及び負極露出部22Bには、例えば金属などの導電性材料で構成される結束部材33,34が装着される。正極側結束部材33は、中空状の正極露出部21Bを内側及び外側から挟持し積層間を隙間のないように結束し接合し、正極集電タブ21Cを形成する。負極側結束部材34は、中空状の負極露出部22Bを内側及び外側から挟持し積層間を隙間のないように結束し接合し、負極集電タブ22Cを形成する。これらの結束部材33,34は、例えば超音波溶接等によって正極露出部21B又は負極露出部22Bに接合される。これにより、電極束20は中空の扁平形状に保持される。
In the present embodiment, the
そして、正極側結束部材33には正極集電体31の集電部(リード部)31aが、負極側結束部材34には負極集電体32の集電部(リード部)32aが、それぞれ超音波溶接等によって接合される。これにより、電極束20の正極20Aが、正極集電タブ21Cを介して正極集電体31と電気的に接続され、電極束20の負極20Bが、負極集電タブ22Cを介して負極集電体32と電気的に接続される。
The positive electrode
正極集電体31及び負極集電体32は、装着時にそれぞれの上方となる箇所に、端子接続部31b,32bが設けられ、集電部31a,32aは、端子接続部31b,32bから対をなして下方に向けて延びている。集電部31a,31aは、正極側結束部材33を外側から挟持するように配置されてそれぞれ接合され、集電部32a,32aは、負極側結束部材34を外側から挟持するように配置されてそれぞれ接合される。
The positive electrode
正極集電体31及び負極集電体32の端子接続部31b,32bには、それぞれ、図2に示すように、蓋部材12に設けられた貫通孔12aから外部に突出する正極端子部材35,負極端子部材36が接続されている。蓋部材12の上下面側には、各貫通孔12aの開口部に対応して絶縁シート部材40がそれぞれ配され、これらの絶縁シート部材40によって正極端子部材35及び負極端子部材36と蓋部材12との絶縁が図られている。
As shown in FIG. 2, the
[1−2.セルケース(外装部材)の構成]
前述のように、セルケース10は、正面部13,13及び端面部14,14,蓋部材(上面部)12及び底面部(下面部)15の6面からなる直方体形状に形成されるが、万一事故に遭遇した場合などにセルケース10が変形すると内部短絡が生じる虞がある。特に、端面部14,14は、その直近に集電体31,32の集電部31a,32aが配置されており、端面部14,14が内側に変形すると、集電部31a,32aを内側に変形させ、集電部31a,32aに隣接した電極束20に進入して正極板21又は負極板22に接触して内部短絡を招く虞がある。
[1-2. Configuration of cell case (exterior material)]
As described above, the
このような集電部31a,32aの内側への変形は、端面部14,14が上下方向に圧縮荷重を受けて座屈変形することによって生じる場合がある。この端面部14,14の座屈変形は、端面部14,14自体の剛性だけでなく、この端面部14,14と直交する正面部13,13の剛性も大きく関与する。つまり、正面部13,13の剛性が高ければ、端面部14,14の座屈変形は回避される場合がある。
Such inward deformation of the
そこで、本セルケース10には、正面部13,13に剛性強化用断面変形部16が形成されている。この剛性強化用断面変形部16は、正面部13,13が平板状に形成されているのに対して、部分的に平板とは異なる横断面形状とすることにより、軸力(端面部14,14と直交する方向の力)に対する剛性を部分的に高めたものである。本実施形態では、正面部13,13の一部を、部分的に内側に変形させて剛性強化用断面変形部16を形成している。
In view of this, the
つまり、図1〜図4に示すように、正面部13,13において、正面部13,13の一部を、板厚を変えずに、内側に部分円筒状に変形されて剛性強化用断面変形部16を形成している。なお、剛性強化用断面変形部16は、端面部14,14と直交する方向に中心線を有する部分円筒状部16aと、部分円筒状部16aの両端に形成された端壁部16b,16cとを有する。ここでは、プレス成形性を考慮して、両端壁部16b,16cは外向きに傾斜している。
That is, as shown in FIGS. 1 to 4, in the
また、剛性強化用断面変形部16の形成領域を、上下方向には集電体31,32の集電部31a,32aが延在する領域(図1に示す領域A1)に対応させており、これにより、集電部31a,32aが延在する領域の剛性が高められている。なお、図1に示す領域A1には、正面部13,13の上端側の領域(蓋部材12に近い領域)A2が含まれていないが、蓋部材12に近い領域A2は、蓋部材12の剛性も軸力(端面部14,14と直交する方向の力)に対抗するので、剛性を高める必要はないためである。
Further, the formation region of the cross
また、剛性強化用断面変形部16の形成領域を、水平方向には積層体25の重なり部25Aに対応した領域(図1に示す領域W1)としている。したがって、重なり部25Aよりも外側の重なり部25Aから端部側に露出した露出部21B,22Bに対応した領域(図1に示す領域W2)には剛性強化用断面変形部16は形成されていない。これは、露出部21B,22Bに対応した領域W2には、露出部21B,22Bの外側(正面部13,13側)に集電部31a,32aが装備され、領域W2に剛性強化用断面変形部16を形成すると、集電部31a,32aに対して剛性強化用断面変形部16が干渉する虞があるため、これを回避するためである。もちろん、剛性強化用断面変形部16の集電部31a,32aとの干渉の虞を回避できる範囲で、端面部14に極力接近して剛性強化用断面変形部16が形成されている。
In addition, the region where the rigidity-enhancing cross-section deformed
[1−3.車両への搭載]
このように構成された車両用二次電池1は、例えば、図7(a),(b)に示すように、複数個(例えば、5個〜8個程度)ずつまとめてモジュールケース(小ケース)61,62内に収納されてモジュール化され、さらに、図6に示すように、複数のモジュールケース61,62が、バッテリトレイ71及びバッテリカバー72で構成されたバッテリケース(大ケース)70内に並んで収納されて電池パック70Pを形成する。したがって、電池パック70Pにおいては、車両用二次電池1がモジュールケース61,62とバッテリケース70との二重ケース構造で収納されている。
そして、この電池パック70Pが、図8に示すように、電気自動車等の車両2に搭載される。この例では、電池パック70Pは車両2の車室3のフロアパネル4の下(フロントシート5F及びリヤシート5Rの下部)に取り付けられる。
[1-3. Installation on vehicle]
For example, as shown in FIGS. 7A and 7B, the vehicle secondary battery 1 configured in this way is assembled into a module case (small case) in a plurality (for example, about 5 to 8 pieces). ) 61 and 62 to be modularized. Further, as shown in FIG. 6, a plurality of
And this
[1−4.作用・効果]
本実施形態にかかる車両用二次電池は、上述のように構成されているので、例えば、図9に示すように、セルケース10において、蓋部材12の端部の端面部14の上方から蓋部材12に外力Fが加わると、外力Fの大きさによっては端面部14の座屈変形を誘発するが、端面部14の両縁部には、端面部14と直交する向きに正面部13,13が連なっているので、端面部14の座屈変形に対して、正面部13,13が対抗して阻止する。
[1-4. Action / Effect]
Since the vehicle secondary battery according to the present embodiment is configured as described above, for example, as shown in FIG. 9, in the
正面部13,13には、剛性強化用断面変形部16が形成されており、この部分は軸力(端面部14,14と直交する方向の力)に対する剛性が部分的に高められているので、端面部14の座屈変形に対する抗力が高められる。一方、剛性強化用断面変形部16が形成されていない箇所、特に、剛性強化用断面変形部16の下方は、軸力に対する剛性が相対的に低いので、端面部14が座屈変形を開始する場合、この箇所から座屈変形する。
The
つまり、剛性強化用断面変形部16がなければ、図9(a)に示すように、端面部14の上部の集電体31,32の集電部31a,32aが存在する箇所51で端面部14の座屈変形し、集電部31a,32aを内側に変形させ、集電部31a,32aに隣接した電極束20に進入して正極板又は負極板に接触して内部短絡を招く虞がある。
これに対して、剛性強化用断面変形部16が設けられると、図9(b)に示すように、端面部14の下部の集電体31,32の集電部31a,32aが存在しない箇所52には、剛性強化用断面変形部16の形成されていないため、端面部14の座屈変形が生じる場合、この部分において生じることになる。したがって、集電部31a,32aを内側に変形させ難く、集電部31a,32aに隣接した電極束20に進入して正極板又は負極板に接触するおそれを回避又は低減することができ、内部短絡を招く虞を回避又は低減することができる。
That is, if there is no rigidity-enhancing
On the other hand, when the cross
また、本実施形態の場合、正面部13の板厚を変えずに剛性強化用断面変形部16を形成しているのでセルケース10の重量増を招くこともなく、しかも、ケースの内向きに円筒曲面状に湾曲して剛性強化用断面変形部16を形成しているので、セルケース10の厚み、正面部13,13の各外面間の距離も増大しない。
もちろん、正面部13の剛性強化用断面変形部16が内側に突出し、セルケース10内の電極束20を収容するスペースが減少するが、電極束20の中空部分を減少させてスペースの減少影響を軽減させることもできる。
Further, in the case of the present embodiment, the rigidity-enhancing
Of course, the
また、剛性強化用断面変形部16を円筒曲面状に湾曲する場合、比較的僅かに変形させるだけでも、部分的な剛性向上を達成でき、上記効果を得ることができる。したがって、上記スペースの減少も抑えられる。
Further, when the rigidity-enhancing
[2.第2実施形態]
図10を用いて、第2実施形態にかかる車両用二次電池を説明する。
図10に示すように、本実施形態にかかる車両用二次電池はセルケース10Aの構成のみが第1実施形態と異なっている。つまり、本実施形態にかかるセルケース10Aでは、正面部13A,13Aに形成される剛性強化用断面変形部16Aが、第1実施形態と同様の領域に配置され、正面部13Aの板厚を変えずに、第1実施形態の剛性強化用断面変形部16と同様に正面部13Aの外面側が凹状で且つ内面側が凸状に形成されるが、曲面ではなく、複数の平面で構成されている。
[2. Second Embodiment]
The vehicle secondary battery according to the second embodiment will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 10, the secondary battery for a vehicle according to the present embodiment is different from the first embodiment only in the configuration of the
このような構成でも、第1実施形態と同様に、集電部31a,32aを内側に変形させ難く、集電部31a,32aに隣接した電極束20に進入して正極板又は負極板に接触するおそれを回避又は低減することができ、内部短絡を招く虞を回避又は低減することができる。
Even in such a configuration, as in the first embodiment, it is difficult to deform the
[3.第3実施形態]
図11を用いて、第3実施形態にかかる車両用二次電池を説明する。
図11(a),(b)に示すように、本実施形態にかかる車両用二次電池はセルケース10Aの構成のみが第1,2実施形態と異なっている。つまり、本実施形態にかかるセルケース10bでは、正面部13b,13bに形成される剛性強化用断面変形部16bが、正面部13の外面側が平坦のままで内面側が凸状に湾曲形成され、板厚が増大されている。もちろん、剛性強化用断面変形部16bは第1実施形態と同様の領域に配置される。
[3. Third Embodiment]
The vehicle secondary battery according to the third embodiment will be described with reference to FIG.
As shown in FIGS. 11A and 11B, the vehicle secondary battery according to this embodiment is different from the first and second embodiments only in the configuration of the
このような構成でも、第1実施形態と同様に、集電部31a,32aを内側に変形させ難く、集電部31a,32aに隣接した電極束20に進入して正極板又は負極板に接触するおそれを回避又は低減することができ、内部短絡を招く虞を回避又は低減することができる。
Even in such a configuration, as in the first embodiment, it is difficult to deform the
[4.その他]
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。
例えば、剛性強化用断面変形部16,16A,16Bの形成領域を、上下方向には集電体31,32の集電部31a,32aが延在する領域(図1に示す領域A1)に対応させているが、この「集電体31,32の集電部31a,32aが延在する領域A1に対応させている」とは、必ずしも集電部31a,32aの延在する領域をすべて含むように配置されなくても良く、集電部31a,32aの延在する領域を他の領域よりも剛性強化できるものであれば良い。例えば、剛性強化用断面変形部16,16A,16Bが形成される領域を、集電部31a,32aの延在する領域の境界に接近してはいるが、この境界までは含まない範囲に配置されるようにしても良い。
[4. Others]
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, the formation region of the rigidity-enhancing cross-section deformed
なお、剛性強化用断面変形部16,16A,16Bの形成領域を、水平方向には積層体25の重なり部25Aに対応した領域(図1に示す領域W1)としているが、これは、重なり部25Aから端部側に露出した露出部21B,22Bの正面部13,13側に装備される集電部31a,32aに対して剛性強化用断面変形部16の干渉の虞を回避するためであり、剛性強化用断面変形部16の干渉の虞(剛性強化用断面変形部16の干渉の悪影響)がなければ、端面部14により接近して剛性強化用断面変形部16,16A,16Bが形成してもよい。
In addition, although the formation region of the
また、上記の実施形態では、基本的に内側に凸の剛性強化用断面変形部16,16A,16Bを採用したが、外側に凸であってもよい。
Further, in the above embodiment, the rigidity-enhancing
1 車両用二次電池
10,10A,10B 外装部材であるセルケース
11 セルケース本体
12 蓋部材(上面部)
13,13A,13B 正面部
14 端面部
15 底面部(下面部)
16,16A,16B 剛性強化用断面変形部
20 電極束(エレメント)
20a,20b 電極束20の端縁部
21 正極板
21B 露出部(正極露出部)
22 負極板
22B 露出部(負極露出部)
23 セパレータ
25 積層体
25A 重なり部
31 正極集電体(正極リード)
32 負極集電体(負極リード)
31a,32a 集電部
35 正極端子部材
36 負極端子部材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Secondary battery for
13, 13A,
16, 16A, 16B Rigidity-enhancing
20a, 20b Edge part of
22
23
32 Negative electrode current collector (negative electrode lead)
31a,
Claims (6)
前記電極束の端縁部において、前記正極板又は前記負極板が前記積層体の重なり部から露出し前記端縁部に沿って形成された露出部に結合された集電体と、
前記電極束及び前記集電体を収容し、前記電極束の扁平面に対向する一対の正面部と、前記一対の正面部の両端に位置する一対の端面部と、上面部及び下面部とを備えて、直方体形状に形成され、前記集電体が前記端面部の何れかと近接する外装部材と、を備えた車両用二次電池であって、
前記集電体は、前記露出部に沿って延在し、
前記正面部には、前記端面部と交差する方向に延在する剛性強化用断面変形部が形成され、
前記剛性強化用断面変形部は、前記集電体の延在する領域に対応して形成されている
ことを特徴とする、車両用二次電池。 A laminated body in which a positive electrode plate and a negative electrode plate are offset and laminated via a separator is wound around a winding axis, and an electrode bundle formed into a flat shape,
At the edge of the electrode bundle, a current collector in which the positive electrode plate or the negative electrode plate is exposed from an overlapping portion of the laminate and is coupled to an exposed portion formed along the edge,
A pair of front portions that house the electrode bundle and the current collector and face the flat surface of the electrode bundle, a pair of end surface portions located at both ends of the pair of front portions, an upper surface portion, and a lower surface portion A secondary battery for a vehicle comprising: an exterior member formed in a rectangular parallelepiped shape, wherein the current collector is in proximity to any of the end face portions,
The current collector extends along the exposed portion;
The front portion is formed with a cross-sectional deformation portion for reinforcing rigidity extending in a direction intersecting with the end face portion,
The vehicular secondary battery, wherein the rigidity-enhancing cross-sectional deformation portion is formed corresponding to a region where the current collector extends.
ことを特徴とする、請求項1記載の車両用二次電池。 2. The vehicular secondary battery according to claim 1, wherein the rigidity-enhancing cross-sectional deformable portion is formed to extend from a central portion of the front portion to a portion close to the end surface portion.
ことを特徴とする、請求項1又は2記載の車両用二次電池。 The vehicular secondary battery according to claim 1, wherein the rigidity-enhancing cross-sectional deformation portion extends in a region corresponding to the overlapping portion of the laminate.
ことを特徴とする、請求項1〜3の何れか1項に記載の車両用二次電池。 The vehicular secondary battery according to any one of claims 1 to 3, wherein the rigidity-enhancing cross-section deforming portion is formed in a curved surface shape.
ことを特徴とする、請求項1〜4の何れか1項に記載の車両用二次電池。 The current collector is disposed with an upper end connected to a positive electrode terminal or a negative electrode terminal provided at an end of the upper surface, and a lower end extending to the vicinity of the lower end of the exposed portion. The secondary battery for vehicles according to any one of claims 1 to 4.
前記正極板が前記電極束の一端縁側に露出して形成された正極露出部に結合された正極集電体と、
前記負極板が前記電極束の他端縁側に露出して形成された負極露出部に結合された負極集電体と、をそなえ、
前記正極集電体及び前記負極集電体は、それぞれ対応する前記両端面部と隣接する
ことを特徴とする、請求項1〜5の何れか1項に記載の車両用二次電池。 As the current collector,
A positive electrode current collector coupled to a positive electrode exposed portion formed by exposing the positive electrode plate to one end edge side of the electrode bundle;
A negative electrode current collector coupled to a negative electrode exposed portion formed by exposing the negative electrode plate to the other end edge side of the electrode bundle,
The secondary battery for a vehicle according to any one of claims 1 to 5, wherein the positive electrode current collector and the negative electrode current collector are adjacent to the corresponding both end surface portions, respectively.
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