JP2014120238A - 蓄電装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】溶接作業を効率良く行うことができるとともに、溶接部周辺の変質も抑制することができる蓄電装置を提供すること。
【解決手段】二次電池10において、正極導電部材33は、電極組立体20と正極端子41との導通経路を構成する本体部38と、正極端子41に溶接された被溶接部34fとを有する。この本体部38において、正極導電部材33に対する正極端子41の積み重ね方向への長さを本体部38の厚さとする。また、被溶接部34fにおいて、正極端子41の基部43に対する溶接面に垂直な方向への長さを被溶接部34fの厚さとする。被溶接部34fの周囲における本体部38の厚さよりも、被溶接部34fの厚さが薄い。
【選択図】図5

Description

本発明は、ケース内に収容された電極組立体と、電極組立体に対し電気的に接続される導電部材と、導電部材と溶接により接合される電極端子と、を有する蓄電装置に関する。
二次電池(蓄電装置)において、ケース本体内に収容された電極組立体のタブには、導電部材が接合されるとともに、この導電部材には電極端子が溶接されている(例えば、特許文献1参照)。
図10に示すように、特許文献1に開示の角型二次電池80は、電装缶内に電極体82を収容して形成されている。巻回型の電極体82の両端部から突出する芯体83には、電極端子85が、集電部材84を介して接続されている。集電部材84は、芯体83と接続される芯体接続部84aと、電極端子85と接続される端子接続部84bと、芯体接続部84aと端子接続部84bを繋ぐ連繋部84cとを一体に備えている。そして、電極体82に集電部材84を接合する際は、まず、端子接続部84bに電極端子85を溶接し、その後、芯体接続部84aを芯体83の内側に挿入した状態で電極体82と集電部材84を溶接する。
特開2006−236790号公報
ところで、集電部材84と電極端子85との溶接作業において、溶接時の熱が電極端子85に逃げてしまい、溶接作業の効率が悪いという問題があった。
本発明は、溶接作業を効率良く行うことができるとともに、溶接部周辺の変質も抑制することができる蓄電装置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に記載の蓄電装置は、ケース内に収容された電極組立体と、前記電極組立体に対し電気的に接続された導電部材と、前記導電部材に積み重ねられ、かつ溶接により前記導電部材に接合された電極端子と、を有する蓄電装置であって、前記導電部材は、前記電極組立体と前記電極端子との導通経路を構成する本体部と、前記電極端子に溶接された被溶接部と、を有し、前記本体部において、前記導電部材に対する前記電極端子の積み重ね方向への長さを前記本体部の厚さとし、前記被溶接部において、前記電極端子に対する溶接面に垂直な方向への長さを前記被溶接部の厚さすると、前記被溶接部の周囲における前記本体部の厚さよりも前記被溶接部の厚さが薄いことを要旨とする。
これによれば、被溶接部の厚さが、本体部の厚さよりも薄いことから伝熱経路が狭くなり、溶接時に、被溶接部に加わった熱が本体部へ逃げにくくなる。このため、一定時間で被溶接部を溶融させるために必要な熱量は、被溶接部と本体部が同じ厚さの場合と比べて少なくて済み、被溶接部を含め加熱される部位を溶融温度よりも非常に高い温度まで加熱する必要がなく、被溶接部と電極端子との溶接部の酸化を抑制することができる。その結果として、溶接のために要する熱量を抑えながらも、被溶接部を速やかに溶融させて溶接作業を効率良く行うことができるとともに、溶接部周辺の変質も抑制することができる。
また、前記電極端子と前記導電部材との溶接部は、レーザ溶接によって形成されているのが好ましい。
これによれば、レーザ溶接は、TIG(ティグ)溶接と比較して、被溶接部に熱を速やかに集中させることができる。よって、溶接のために要する熱量を抑え、しかも溶接作業を効率良く行うことができるとともに、被溶接部と導電部材との溶接部周辺の変質も抑制することができる。
また、前記電極端子は、前記導電部材に向けて突出する溶接用突部を有し、前記導電部材は、前記溶接用突部が嵌合する貫通孔を有するとともに、該貫通孔の周囲から前記電極端子とは反対側に延びる前記被溶接部を有し、前記溶接用突部の外周面と、前記被溶接部の内周面とが溶接されて溶接部が形成されており、前記溶接部が形成された位置において、前記溶接用突部よりも前記貫通孔の中心側の位置には、該溶接用突部よりも凹んだ凹部を有していてもよい。
これによれば、凹部を有することから、溶接用突部は基部よりも厚みが薄く、溶接用突部における伝熱経路が狭くなる。このため、溶接時に、溶接用突部に加わった熱が基部へ逃げにくくなる。このため、一定時間で溶接用突部を溶融させるために必要な熱量は、溶接用突部と基部が同じ厚さの場合と比べて少なくて済み、溶接用突部を溶融温度よりも非常に高い温度まで加熱する必要がなく、溶接部の酸化を抑制することができる。その結果として、導電部材の被溶接部と、電極端子の溶接用突部の相乗効果により、より効率良く溶接作業を行うことができる。
また、前記導電部材は貫通孔を有するとともに、前記被溶接部は、前記貫通孔の周囲から該貫通孔の外側に向けて延設され、前記電極端子には、前記電極端子から突設された溶接用突部を有し、前記被溶接部と前記溶接用突部の対向面同士が溶接されていてもよい。
これによれば、導電部材と電極端子とを溶接する際、被溶接部に向けて溶接用突部を押し付けることで、被溶接部と溶接用突部の対向面同士の間から隙間を無くすことができる。このため、被溶接部と溶接用突部との溶接部にブローホール等が形成されることを防止できる。
また、前記導電部材は板状であり、前記被溶接部は、前記導電部材の最も広い面の長手方向の一端から、該長手方向に延設された板状であり、前記被溶接部と前記電極端子の対向面同士が溶接されていてもよい。
これによれば、被溶接部は、本体部の広い面の長手方向に延びているため、被溶接部において、電極端子への対向面を広く確保できる。そして、被溶接部の厚さは、本体部よりも薄いため、被溶接部において電極端子への対向面を広く確保しながらも、効率良く溶接することができる。
また、前記導電部材は貫通孔を有するとともに、前記被溶接部は、前記貫通孔の周囲から前記電極端子側に向けて延設され、かつ該貫通孔の内周面を延長させた内周面を有し、前記電極端子には、該電極端子に凹設されるとともに前記被溶接部が嵌合される溶接用凹部を有し、前記溶接用凹部の内周面と、前記被溶接部の外周面とが溶接されていてもよい。
これによれば、電極端子の溶接用凹部に、導電部材の被溶接部が嵌合されるため、溶接時に、電極端子の重ねられた面に沿った全方向への電極端子の移動を防止できる。
前記蓄電装置は二次電池である。
本発明によれば、溶接作業を効率良く行うことができるとともに、溶接部周辺の変質も抑制することができる。
第1の実施形態の二次電池を示す分解斜視図。 実施形態の二次電池の外観を示す斜視図。 電極組立体の構成要素を示す斜視図。 正極導電部材、正極端子、及び絶縁部材を示す平面図。 (a)は溶接部を示す断面図、(b)は被溶接部、溶接用突部及び溶接部を示す拡大断面図。 (a)は正極導電部材と正極端子を示す分解斜視図、(b)は正極端子と正極導電部材を溶接した状態を示す斜視図。 (a)は第2の実施形態の溶接部を示す断面図、(b)は第2の実施形態の正極端子と正極導電部材を示す斜視図。 第3の実施形態の溶接部を示す断面図。 (a)は第4の実施形態の溶接部を示す断面図、(b)は第4の実施形態の正極導電部材と正極端子を示す斜視図。 背景技術を示す図。
(第1の実施形態)
以下、蓄電装置を二次電池に具体化した第1の実施形態を図1〜図6にしたがって説明する。
図1及び図2に示すように、蓄電装置としての二次電池10において、金属製のケース12には電極組立体20が収容されている。ケース12は、直方体状のケース本体13と、ケース本体13の開口部13dを閉塞する矩形平板状の蓋14とからなる。ケース本体13と蓋14は、何れも金属製(例えば、ステンレスやアルミニウム)であり、ケース本体13と蓋14はレーザ溶接によって接合されている。ケース本体13は、長方形状の底板13aと、底板13aの対向する一対の短側縁から立設された短側壁13bと、底板13aの対向する一対の長側縁から立設された長側壁13cとを備える。また、本実施形態の二次電池10は、その外周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10は、リチウムイオン電池である。
図3に示すように、電極組立体20は、正極電極21と負極電極22と、を備えるとともに、正極電極21と負極電極22の間を絶縁するセパレータ23を介在させて層状をなす積層体とされている。正極電極21は、矩形状の正極用金属箔(本実施形態ではアルミニウム箔)21aと、その正極用金属箔21aの両面の正極活物質層21bとを有する。負極電極22は、矩形状の負極用金属箔(本実施形態では銅箔)22aと、その負極用金属箔22aの両面の負極活物質層22bとを有する。
正極電極21の一辺(長辺)の一部には、正極用金属箔21aを延出させて形成された正極集電タブ31が設けられている。正極集電タブ31は、電極組立体20を構成する各正極電極21において同位置に同一形状で形成されている。負極電極22の一辺(長辺)の一部には、負極用金属箔22aを延出させて形成された負極集電タブ32が設けられている。負極集電タブ32は、電極組立体20を構成する各負極電極22において同位置に同一形状で形成されている。
電極組立体20を構成する正極電極21は、それぞれの正極集電タブ31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、電極組立体20を構成する負極電極22は、それぞれの負極集電タブ32が、正極集電タブ31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、複数の正極集電タブ31は、電極組立体20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る。また、複数の負極集電タブ32も同様に、電極組立体20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る。
図1に示すように、電極組立体20は、正極集電タブ31を集めてなる正極タブ群45を備える。この正極タブ群45の少なくとも最外の正極集電タブ31が、導電部材としての正極導電部材33と溶接されている。また、電極組立体20は、負極集電タブ32を集めてなる負極タブ群46を備える。この負極タブ群46の少なくとも最外の負極集電タブ32が、導電部材としての負極導電部材37と溶接されている。正極導電部材33及び負極導電部材37は、板状の本体部38を有する。本体部38は、長手方向に沿って支持部34、立上げ部35、及びタブ溶接部36が連設されている。
図5(a)及び図6(a)に示すように、本体部38において、後述の正極端子41又は負極端子42が積み重ねられる部位を支持部34とする。支持部34において、正極端子41又は負極端子42が重ねられ、支持する面を、支持面34aとし、支持面34aと反対側の面を裏面34bとする。支持部34は、そのほぼ中央に、真円状の貫通孔34dを有する。なお、本体部38において、最も広い面に直交する方向への長さであり、支持部34に対する正極端子41及び負極端子42の積み重ね方向への長さを本体部38の厚さとする。
貫通孔34dは支持部34を厚み方向に貫通している。支持部34は、貫通孔34dの周囲から延び、かつ貫通孔34dの内周面を延長させた内周面を有する円筒状の被溶接部34fを有する。被溶接部34fは、正極端子41又は負極端子42から離れる側へ延設され、被溶接部34fの先端面は支持部34の裏面34bから離れている。被溶接部34fの径方向への厚さは、本体部38の厚さよりも薄くなっている。被溶接部34fは、バーリング加工によって形成され、被溶接部34fは、その中心軸が裏面34bに対し直交する方向へ延びている。
本体部38において、支持部34の裏面34bから支持面34aに向けて立ち上がる部位を立上げ部35とするとともに、立上げ部35から支持部34と反対側へ延びる部位をタブ溶接部36をする。タブ溶接部36は矩形板状に形成されている。また、本体部38は、電極組立体20と正極端子41及び負極端子42との導通経路を構成し、電気的抵抗を低減させるために、厚さを極力厚く、かつ電流経路に直交する幅を極力長くしている。
正極導電部材33の支持部34には、電極端子としての正極端子41が積み重ねられた状態で溶接されている。また、負極導電部材37の支持部34には、電極端子としての負極端子42が積み重ねられた状態で溶接されている。正極端子41及び負極端子42は、それぞれ四角板状をなす基部43を有する。基部43において、蓋14の内面14aに対向する面を座面43aとする。そして、座面43aに垂直な方向に沿った基部43の長さを基部43の厚さとすると、基部43において、厚さ方向に座面43aと反対側の面を基部側当接面43bとする。
正極端子41及び負極端子42は、基部側当接面43bの中央に、溶接用突部43gが突設されている。溶接用突部43gの外径は、貫通孔34d及び被溶接部34fの内径より僅かに小さく設定されている。ただし、溶接用突部43gの外径を、貫通孔34d及び被溶接部34fの内径とほぼ同じにして、溶接用突部43gを貫通孔34d及び被溶接部34fに圧入してもよい。また、溶接用突部43gの内側には内部空間Sが形成されている。なお、内部空間Sの内底面は、基部側当接面43bと同一平面上に位置している。
図5(b)及び図6(b)に示すように、被溶接部34fの先端と、溶接用突部43gの先端は同一平面上に位置している。また、溶接用突部43gの外周面のうち先端側の全周と、被溶接部34fの内周面のうち開口縁側の全周が溶接されて溶接部Y1が形成されている。なお、溶接部Y1が形成された位置において、溶接用突部43gよりも貫通孔34dの中心側の位置には、内部空間Sによって溶接用突部43gよりも凹んだ凹部が設けられている。
ここで、被溶接部34fの内周面は、正極端子41における溶接用突部43gに対する溶接面34kとなっている。そして、被溶接部34fにおいて、溶接用突部43gに対する溶接面34kに垂直な方向への長さが、被溶接部34fの厚さとなっいる。被溶接部34fの厚さは、該被溶接部34fの周囲における本体部38の厚さより薄くなっている。
支持部34と基部43とは、溶接部Y1以外では、支持面34aと基部側当接面43bとが当接している。また、基部43において、座面43aの中央からは円筒状の極柱部44が立設され、座面43aは極柱部44を取り囲んでいる。極柱部44は、その外周面に雄ねじ44aを有するとともに、極柱部44の内周面に雌ねじ44bを有する。
図1及び図5(a)に示すように、基部43には、樹脂製の絶縁部材50が装着されている。絶縁部材50は、基部43の座面43aと、蓋14の内面14aとの間に挟持される蓋側絶縁板51を備える。蓋側絶縁板51は、極柱部44が挿通される挿通部51aを有し、蓋側絶縁板51の内周縁は円弧状である。また、蓋側絶縁板51は、挿通部51aを蓋側絶縁板51の一側方に開口させる切れ込み状の連通部51bを有し、挿通部51aと連通部51bによって蓋側絶縁板51は平面視U字状となっている。蓋側絶縁板51は、連通部51bを挟んで対向する突部51cを有する。
蓋側絶縁板51は、その端縁のうち、挿通部51aを挟んだ連通部51bの反対側の端縁に、ケース側絶縁板52を有し、ケース側絶縁板52は蓋14から離れる方向に向けて延設されている。ケース側絶縁板52は矩形板状であるとともに、蓋側絶縁板51に対し垂直に延びている。ケース側絶縁板52は、蓋14から離れた側の先端に、矩形板状の組立体側絶縁板53を有し、この組立体側絶縁板53は蓋側絶縁板51と同じ方向に向けて、かつ基部側当接面43bに沿って延設されている。
上記構成の絶縁部材50は、正極端子41及び負極端子42に対し、ケース本体13の短側壁13b側から装着されている。蓋側絶縁板51の挿通部51aには極柱部44が挿通され、蓋側絶縁板51が極柱部44のほぼ全周を取り囲んでいる。また、蓋側絶縁板51は基部43の座面43aに支持されている。基部43の座面43aには、シール部材としてのOリング56が極柱部44を取り囲む状態に支持されている。
図4に示すように、Oリング56は、蓋側絶縁板51の挿通部51a内に配置されるとともに、Oリング56は、ほぼ全周が蓋側絶縁板51によって取り囲まれている。すなわち、Oリング56は、連通部51bと対向する部位以外は、蓋側絶縁板51の内周縁によって取り囲まれ、蓋側絶縁板51によって極柱部44の外周に位置する状態に位置決めされている。絶縁部材50における蓋側絶縁板51により、蓋14と正極端子41及び負極端子42が電気的に絶縁されている。また、ケース側絶縁板52により、ケース本体13と、正極端子41及び負極端子42とが電気的に絶縁されている。さらに、組立体側絶縁板53により、電極組立体20と正極端子41及び負極端子42とが電気的に絶縁されている。
図1に示すように、蓋側絶縁板51の挿通部51aに挿通された極柱部44は、蓋14に所定の間隔をあけて並設された一対の挿通孔14bからケース12の外部に突出(露出)している。蓋14の挿通孔14bの内周縁と、極柱部44の外周面とは、絶縁リング19によって絶縁されている。絶縁リング19は、円環状のリング19aと、このリング19aの一端縁から外方へ延設されたフランジ部19bと、を有する。リング19aは、挿通孔14bの内周縁と、極柱部44の外周面との間に介装されている。フランジ部19bは、蓋14の外面14cにおいて挿通孔14bの外側に係止されている。
図5(a)に示すように、極柱部44にはナット55が螺合されている。ナット55と蓋14の外面14cとの間には、絶縁リング19のフランジ部19bが介装され、フランジ部19bによってナット55と蓋14が絶縁されている。そして、ナット55が極柱部44に螺合されることによって、ナット55と基部43によってフランジ部19b、蓋14、及び蓋側絶縁板51が挟持されている。ナット55の螺合により、極柱部44が蓋14に締結されている。この締結状態では、Oリング56は、蓋14の内面14aと、基部43の座面43aとの間で圧縮され、蓋14の内面14a及び基部43の座面43aに密接し、挿通孔14bの周囲をシールしている。
次に、二次電池10の作用を製造方法とともに説明する。
正極導電部材33及び負極導電部材37において、各支持部34の支持面34aに、基部43を積み重ね、溶接用突部43gを貫通孔34d及び被溶接部34fに嵌合する。また、支持面34aと、基部側当接面43bを当接させる。そして、支持部34の裏面34b側から、被溶接部34f及び溶接用突部43gの先端に向けてレーザ光を照射し、レーザ溶接により、被溶接部34f及び溶接用突部43gを溶融させる。
その結果、正極導電部材33と正極端子41が一体化されるとともに、負極導電部材37と負極端子42が一体される。次に、正極導電部材33のタブ溶接部36を、電極組立体20の正極タブ群45に溶接し、負極導電部材37のタブ溶接部36を、電極組立体20の負極タブ群46に溶接する。
次に、正極端子41及び負極端子42に絶縁部材50を装着し、基部43の座面43aに蓋側絶縁板51を支持させるとともに、組立体側絶縁板53を基部43の基部側当接面43b側に配置する。同様に、負極端子42に絶縁部材50を装着する。
蓋側絶縁板51上に蓋14を載せるとともに、挿通孔14bに極柱部44を挿通させる。そして、極柱部44の雄ねじ44aにナット55を螺合する。その結果、ナット55と基部43によってフランジ部19b、蓋14、及び蓋側絶縁板51が挟持され、極柱部44が蓋14に締結される。最後に、電極組立体20をケース本体13に収容するとともに、蓋14をケース本体13に溶接する。その結果、ケース12が形成されるとともに、二次電池10が製造される。
上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
(1)正極導電部材33及び負極導電部材37は、本体部38(支持部34)より厚さの薄い被溶接部34fを有する。また、被溶接部34fは、本体部38から離間する方向に延びている。このため、被溶接部34fにレーザ光を照射したとき、被溶接部34fの伝熱経路が狭くなって熱が被溶接部34fから本体部38へ逃げにくくなり、被溶接部34fを速やかに溶融させることができる。よって、正極端子41及び負極端子42と支持部34との溶接作業を効率良く行うことができる。
(2)また、被溶接部34fから熱が逃げにくくなることから、一定時間で溶接部Y1を形成するのに必要な熱量は、被溶接部34fの厚さが本体部38と同じ場合と比べて少なくて済み、被溶接部34fを溶融温度よりも非常に高い温度まで加熱する必要がない。その結果として、被溶接部34fの表面が高温に曝される時間が短く、酸化される量が少なくなり、溶接部Y1が変質することを抑制できる。
(3)溶接部Y1を形成する方法としてレーザ溶接を採用した。このため、TIG溶接を採用する場合と比べて、被溶接部34f及び溶接用突部43gに速やかに熱を集中させることができ、より効率よく溶接部Y1を形成することができる。
(4)正極端子41及び負極端子42も、その基部43より厚さが薄く、かつ基部43から離間する方向に延びる溶接用突部43gを有する。このため、被溶接部34f及び溶接用突部43gの両方で伝熱経路が狭くなって熱が逃げにくくなり、被溶接部34f及び溶接用突部43gを速やかに溶融させて、溶接作業をより効率良く行うことができる。また、溶接用突部43gにおいても、表面が高温に曝される時間が短く、酸化される量が少なくなり、溶接部Y1が変質することを抑制できる。
(5)基部43においては、内部空間Sの内底面が基部側当接面43bと同一平面上に位置しており、溶接用突部43gは基部側当接面43bからの距離が十分に確保されている。このため、溶接用突部43gから熱がより一層逃げにくくなる。
(6)溶接部Y1を形成するとき、本体部38の貫通孔34d及び被溶接部34fに、基部43の溶接用突部43gが嵌合される。このため、溶接時に、正極端子41及び負極端子42に対し、支持面34aに沿う方向への力が作用しても、溶接用突部43gの外周面が貫通孔34d及び被溶接部34fの内周面に当接して、正極端子41及び負極端子42が移動することを防止できる。したがって、正極端子41及び負極端子42を支持部34の所定位置に溶接することができる。その結果、支持部34の外形線上から基部43が飛び出したりすることがなく、正極端子41及び負極端子42をケース本体13内に収容したとき、正極端子41及び負極端子42がケース本体13に接触したりすることを無くすことができる。
(7)被溶接部34fをバーリング加工によって形成した。よって、本体部38よりも厚さの薄い被溶接部34fを部材の追加なく簡単に形成できる。
(第2の実施形態)
次に、蓄電装置を二次電池に具体化した第2の実施形態を図7にしたがって説明する。なお、以下の説明では、第1の実施形態と同一構成について同一符号を付すなどし、その重複する説明を省略又は簡略する。
図7(a)及び(b)に示すように、本体部38の支持部34は貫通孔34dを有する。本体部38は、被溶接部34hを備える。本実施形態の被溶接部34hは、貫通孔34dの周囲から、支持部34における裏面34bに沿う方向へ貫通孔34dの外側に向けて延設されている。被溶接部34hは、円環板状である。被溶接部34hにおいて、支持部34の厚さ方向への長さを被溶接部34hの厚さとすると、被溶接部34hの厚さは本体部38の厚さよりも薄くなっている。また、被溶接部34hは、本体部38における支持部34の裏面34bと同一平面上に位置している。さらに、支持部34は、被溶接部34hよりも支持面34a側に、貫通孔34dより大径、かつ真円状の嵌合凹部34jを有する。
基部43は、その基部側当接面43bに、円柱状の溶接用突部43kを有する。基部側当接面43bから溶接用突部43kの先端面までの突出長さは、支持部34の厚さ方向に沿った支持面34aから被溶接部34hまでの深さ(嵌合凹部34jの深さ)と同じになっている。
そして、正極端子41及び負極端子42は、基部43が支持部34に積み重ねられるとともに、溶接用突部43kが嵌合凹部34jに嵌合されている。また、基部側当接面43bは、支持部34の支持面34aに当接するとともに、溶接用突部43kの先端面は、被溶接部34hにおける支持面34a側の面である溶接面34haに当接している。そして、被溶接部34hと溶接用突部43kの対向面同士がレーザ溶接されて溶接部Y2が形成されている。なお、被溶接部34hの溶接面34haは、溶接用突部43kの先端に対する溶接面であり、溶接面34haに垂直な方向への長さが被溶接部34hの厚さである。そして、本実施形態においても、被溶接部34hの厚さは、その被溶接部34hの周囲における本体部38の厚さより薄くなっている。
溶接部Y2を形成するとき、正極端子41及び負極端子42を支持部34に押し付け、溶接用突部43kの先端面と被溶接部34hの溶接面34ha(対向面同士)の間から隙間を無くす。この状態で、被溶接部34hの外面(正極端子41とは反対側の面)にレーザ光を照射し、被溶接部34hを厚み方向に溶融させて(貫通溶接して)溶接部Y2を形成する。
したがって、第2の実施形態によれば、第1の実施形態と同様の効果に加え、以下のような効果を得ることができる。
(7)正極導電部材33と正極端子41、及び負極導電部材37と負極端子42を溶接する際、溶接用突部43kの先端面を被溶接部34hの溶接面34haに押し付けた。このため、被溶接部34hと溶接用突部43kの対向面の間から隙間を無くした状態で溶接を行うことができる。よって、溶接部Y2にブローホール等が形成されることを防止できる。
(8)溶接部Y2を形成するとき、支持部34の嵌合凹部34jに、基部43の溶接用突部43kが嵌合される。このため、溶接時に、正極端子41及び負極端子42に対し、支持面34aに沿う方向への力が作用しても、溶接用突部43kの外周面が嵌合凹部34jの内周面に当接して、正極端子41及び負極端子42が移動することを防止できる。したがって、正極端子41及び負極端子42を支持部34の所定位置に溶接することができる。その結果、支持部34の外形線上から基部43が飛び出したりすることがなく、正極端子41及び負極端子42をケース本体13内に収容したとき、正極端子41及び負極端子42がケース本体13に接触したりすることを無くすことができる。
(第3の実施形態)
次に、蓄電装置を二次電池に具体化した第3の実施形態を図8にしたがって説明する。なお、以下の説明では、第1の実施形態と同一構成について同一符号を付すなどし、その重複する説明を省略又は簡略する。
図8に示すように、正極導電部材33及び負極導電部材37において、本体部38は、立上げ部35及びタブ溶接部36を有する。正極導電部材33及び負極導電部材37は、本体部38の最も広い面の長手方向の一端に被溶接部34tを備える。被溶接部34tは、本体部38の長手方向に延設された板状である。被溶接部34tの厚さは、本体部38(立上げ部35及びタブ溶接部36)の厚さより薄くなっている。
正極端子41及び負極端子42は、被溶接部34tに積み重ねられるとともに、基部43の基部側当接面43bが被溶接部34tに当接している。そして、被溶接部34tと基部43の対向面同士がレーザ溶接されて溶接部Y3が形成されている。なお、被溶接部34tにおいて、基部側当接面43bへの対向面は、基部43に対する溶接面34taとなっており、この溶接面34taに垂直な方向への長さを被溶接部34tの厚さとすると、被溶接部34tの厚さは、その被溶接部34tの周囲の本体部38の厚さより薄くなっている。
溶接部Y3は、被溶接部34tの外面(正極端子41とは反対側の面)にレーザ光を照射し、被溶接部34tを厚さ方向に溶融させて形成されている。溶接部Y3を形成するとき、正極端子41及び負極端子42を被溶接部34tの溶接面34taに押し付け、被溶接部34tと基部43の対向面同士(溶接面34taと基部側当接面43b)の間から隙間を無くす。この状態で、被溶接部34tの外面にレーザ光を照射し、被溶接部34tを厚さ方向に溶融させて(貫通溶接して)溶接部Y3を形成する。
したがって、第3の実施形態によれば、第1の実施形態と同様の効果に加え、以下のような効果を得ることができる。
(9)被溶接部34tは、本体部38の広い面の長手方向に延びているため、被溶接部34tにおいて、基部43への対向面を広く確保できる。そして、被溶接部34tの厚さは、本体部38よりも薄く、熱が逃げにくくなっているので、被溶接部34tにおいて基部43への対向面を広く確保しながらも、効率良く溶接することができる。
(第4の実施形態)
次に、蓄電装置を二次電池に具体化した第4の実施形態を図9にしたがって説明する。なお、以下の説明では、第1の実施形態と同一構成について同一符号を付すなどし、その重複する説明を省略又は簡略する。
図9(a)及び(b)に示すように、正極導電部材33及び負極導電部材37において、本体部38は支持部34に貫通孔34gを有する。支持部34は、被溶接部34sを備える。この被溶接部34sは、貫通孔34gの周囲から支持面34aから離れる方向に延びる円筒状である。そして、被溶接部34sは、貫通孔34gの内周面を延長させた内周面を有する。被溶接部34sの径方向に沿った厚さは、本体部38(支持部34)の厚さより薄くなっている。
一方、基部43は、基部側当接面43bから凹む溶接用凹部43rを有する。溶接用凹部43rは、円穴状をなす。溶接用凹部43rの直径は、被溶接部34sの外径より僅かに大きいか同じである。
そして、正極端子41及び負極端子42は支持部34に積み重ねられるとともに、基部43の基部側当接面43bが支持部34の支持面34aに当接している。そして、溶接部Y4を形成するとき、溶接用凹部43rの内面に、被溶接部34sの先端を押し当て、被溶接部34sの内周面にレーザ光を照射し、被溶接部34sを厚さ方向に溶融させて溶接部Y4を形成する。なお、被溶接部34sの外周面は、溶接用凹部43rの内周面に対向し、溶接用凹部43rに対する溶接面34saとなっている。被溶接部34sにおいて、溶接面34saに垂直な方向への長さを被溶接部34sの厚さとすると、被溶接部34sの厚さは、その被溶接部34sの周囲における本体部38の厚さより薄くなっている。
したがって、第4の実施形態によれば、第1の実施形態と同様の効果に加え、以下のような効果を得ることができる。
(10)基部43の溶接用凹部43rに、正極導電部材33及び負極導電部材37の被溶接部34sが嵌合されるため、溶接時に、支持部34の支持面34aに沿った全方向への正極端子41及び負極端子42の移動を防止できる。
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 第1の実施形態では、基部43における内部空間Sの内底面は、基部側当接面43bと同一平面上に位置しているが、これに限らない。内部空間Sの内底面は、基部側当接面43bよりも深い位置にしてもよいし、基部側当接面43bより浅い位置にしてもよい。
○ 第1の実施形態において、貫通孔34dを多角孔状とし、それに合わせて被溶接部34fを多角筒状にしてもよい。この場合、溶接用突部43gも多角筒状にする。このように構成すると、溶接時に正極端子41及び負極端子42が支持部34上で回転することを防止できる。
○ 第2の実施形態において、嵌合凹部34jは、多角孔状であってもよく、この場合、溶接用突部43kも多角柱状にする。このように構成すると、溶接時に正極端子41及び負極端子42が支持部34上で回転することを防止できる。
○ 第4の実施形態において、被溶接部34sを多角筒状とし、溶接用凹部43rを多角穴状としてもよい。このように構成すると、溶接時に正極端子41及び負極端子42が支持部34上で回転することを防止できる。
○ 第1の実施形態において、被溶接部34fはバーリング加工でなく、プレス加工等、他の方法で形成してもよい。
○ 第1の実施形態において、被溶接部34fと溶接用突部43gの両方にレーザ光を照射し、両方を溶融させたが、被溶接部34fの外周面側から被溶接部34fのみにレーザ光を照射し、被溶接部34fのみを溶融させて溶接部Y1を形成してもよい。
○ 第2の実施形態において、被溶接部34hの外面(正極端子41とは反対側の面)にレーザ光を照射し、被溶接部34hのみを溶融させたが、被溶接部34hと溶接用突部43kの境目にレーザ光を照射し、両方を溶融させて溶接部Y2を形成してもよい。
○ 第3の実施形態において、被溶接部34tの外面(正極端子41とは反対側の面)にレーザ光を照射し、被溶接部34tのみを溶融させたが、被溶接部34tと基部側当接面43bの境目にレーザ光を照射し、両方を溶融させて溶接部Y3を形成してもよい。
○ 第4の実施形態において、被溶接部34sを内周面にレーザ光を照射し、被溶接部34sのみを溶融させたが、被溶接部34sの先端と、溶接用凹部43rの内面との接触部にレーザ光を照射し、両方を溶融させて溶接部Y4を形成してもよい。
○ 第1の実施形態において、溶接用突部43gを円柱状とし、厚みを薄くしなくてもよい。
○ 各実施形態では、シール部材としてOリング56に具体化したが、円環状以外の環状シール部材や環状のガスケットに変更してもよい。
○ 電極組立体20を構成する正極電極21、及び負極電極22の枚数は適宜変更してもよい。
○ 電極組立体20は、帯状の正極電極21と負極電極22との間に帯状のセパレータ23を介在させて、これらを捲回軸周りに渦捲き状に捲回して構成された捲回型としてもよい。
○ ケース12の外形は、円柱状や、楕円柱状であってもよい。
○ 本発明は、蓄電装置としてのニッケル水素二次電池や、電気二重層キャパシタとして具体化してもよい。
S…凹部を構成する内部空間、Y1,Y2,Y3,Y4…溶接部、10…蓄電装置としての二次電池、12…ケース、14b…挿通孔、20…電極組立体、33…導電部材としての正極導電部材、34d…貫通孔、34k,34ha,34ta,34sa…溶接面、34f,34h,34s,34t…被溶接部、37…導電部材としての負極導電部材、38…本体部、41…電極端子としての正極端子、42…電極端子としての負極端子、43g,43k…溶接用突部、43r…溶接用凹部。

Claims (7)

  1. ケース内に収容された電極組立体と、
    前記電極組立体に対し電気的に接続された導電部材と、
    前記導電部材に積み重ねられ、かつ溶接により前記導電部材に接合された電極端子と、を有する蓄電装置であって、
    前記導電部材は、前記電極組立体と前記電極端子との導通経路を構成する本体部と、前記電極端子に溶接された被溶接部と、を有し、
    前記本体部において、前記導電部材に対する前記電極端子の積み重ね方向への長さを前記本体部の厚さとし、
    前記被溶接部において、前記電極端子に対する溶接面に垂直な方向への長さを前記被溶接部の厚さすると、
    前記被溶接部の周囲における前記本体部の厚さよりも前記被溶接部の厚さが薄いことを特徴とする蓄電装置。
  2. 前記電極端子と前記導電部材との溶接部は、レーザ溶接によって形成されている請求項1に記載の蓄電装置。
  3. 前記電極端子は、前記導電部材に向けて突出する溶接用突部を有し、前記導電部材は、前記溶接用突部が嵌合する貫通孔を有するとともに、該貫通孔の周囲から前記電極端子とは反対側に延びる前記被溶接部を有し、前記溶接用突部の外周面と、前記被溶接部の内周面とが溶接されて溶接部が形成されており、前記溶接部が形成された位置において、前記溶接用突部よりも前記貫通孔の中心側の位置には、該溶接用突部よりも凹んだ凹部を有する請求項1又は請求項2に記載の蓄電装置。
  4. 前記導電部材は貫通孔を有するとともに、前記被溶接部は、前記貫通孔の周囲から該貫通孔の外側に向けて延設され、前記電極端子には、前記電極端子から突設された溶接用突部を有し、前記被溶接部と前記溶接用突部の対向面同士が溶接されている請求項1又は請求項2に記載の蓄電装置。
  5. 前記導電部材は板状であり、前記被溶接部は、前記導電部材の最も広い面の長手方向の一端から、該長手方向に延設された板状であり、前記被溶接部と前記電極端子の対向面同士が溶接されている請求項1又は請求項2に記載の蓄電装置。
  6. 前記導電部材は貫通孔を有するとともに、前記被溶接部は、前記貫通孔の周囲から前記電極端子側に向けて延設され、かつ該貫通孔の内周面を延長させた内周面を有し、前記電極端子には、該電極端子に凹設されるとともに前記被溶接部が嵌合される溶接用凹部を有し、前記溶接用凹部の内周面と、前記被溶接部の外周面とが溶接されている請求項1又は請求項2に記載の蓄電装置。
  7. 前記蓄電装置は二次電池である請求項1〜請求項6のうちいずれか一項に記載の蓄電装置。
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