JP2014154282A - 蓄電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ケースの気密性の低下を抑制すること。
【解決手段】電解液を注入する注入孔１７を、蓋１２を内側に凹ませた凹部１９に設ける。このため、電解液の注入作業時には、凹部１９によって電解液の飛散を抑制し、注入孔１７を閉塞する閉塞部材１８の溶接箇所へ電解液が付着し難くなる。したがって、蓋１２に対して閉塞部材１８を確実に溶接することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、電極組立体と電解液をケースに収容した蓄電装置に関する。

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。二次電池のケースには、電極組立体と電解液が収容されている。

特開平１１−１１１２４５号公報

二次電池のケースには、例えば電解液を注入するための注液孔や、電池の組立後に電池を活性化させるエージング処理で発生したガスを外部に放出するためのガス抜き孔などが設けられている。そして、これらの孔は、製品化の際に閉塞部材によって閉塞される。

ところで、上記孔を閉塞する場合は、特許文献１に開示されるようにケースに対して閉塞部材を溶接する方法が用いられる。しかしながら、例えば電解液の注入時に飛散した電解液が孔の周囲に付着している場合には、その付着した電解液によって溶接不良を生じさせる虞があり、ケースの気密性を低下させる要因となる。

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、ケースの気密性の低下を抑制した蓄電装置を提供することにある。

上記課題を解決する蓄電装置は、電極組立体と電解液をケースに収容した蓄電装置において、前記ケースは、前記ケースの壁であるケース壁の内側に凹んだ凹部と、前記凹部において前記ケース壁を貫通する孔と、前記凹部を閉塞する閉塞部材と、を有し、前記閉塞部材は、前記ケース壁において、前記凹部の周りに溶接されている。

これによれば、ケース壁の内側に凹んだ凹部にケースの内外を連通させる孔を有することで、ケースの内側に位置する凹部の面によってケース内に注入された電解液の外部への飛散が抑制され、ケース壁における閉塞部材の溶接箇所には付着し難い。また、ケース内の電解液が孔を通じて外部に出てきたとしても、閉塞部材の溶接箇所が凹部の周りに位置することで該溶接箇所には付着し難い。このため、閉塞部材を確実にケース壁に溶接することができる。したがって、ケースの気密性の低下を抑制できる。

上記蓄電装置において、前記孔は、前記凹部の最深部に位置することが好ましい。これによれば、凹部の最深部に孔が位置していることで、ケース壁における閉塞部材の溶接箇所との距離を長くできる。したがって、溶接箇所に対して電解液がさらに付着し難くなる。

上記蓄電装置において、前記凹部は、前記凹部の最深部に向かう傾斜面を有することが好ましい。これによれば、電解液が孔を通じて外部に出たとしても、傾斜面によって電解液が凹部の外へ出ることを抑制できる。

上記蓄電装置において、前記凹部は、平面視円形であることが好ましい。これによれば、凹部の加工が容易であり、蓄電装置の製造コストの増加を抑制できる。
上記蓄電装置において、前記孔の好適な例としては、前記ケース内に前記電解液を注入する注入孔を挙げることができる。これによれば、電解液の注入作業時において電解液の外部への飛散を抑制できる。

上記蓄電装置において、前記蓄電装置の好適な例としては、二次電池を挙げることができる。

本発明によれば、ケースの気密性の低下を抑制できる。

二次電池の外観を示す斜視図。 閉塞部材を取り付けたケースの蓋を示す平面図。 図２の１−１線断面図。 電解液を注入する様子を示す模式図。 別例の凹部を示す断面図。 別例の凹部を示す平面図。

以下、蓄電装置を具体化した一実施形態を図１〜図４にしたがって説明する。
図１に示すように、蓄電装置としての二次電池１０は、ケース本体１１とケース本体１１の開口部を覆う蓋１２で構成された四角箱状のケース１３内に、電極組立体１４及び電解液（図示せず）が収容されている。電極組立体１４には、正極端子１５及び負極端子１６が電気的に接続されている。正極端子１５及び負極端子１６は、蓋１２からケース１３外に露出している。

電極組立体１４は、正極電極、負極電極、及び正極電極と負極電極とを絶縁するセパレータを有する。正極電極は、正極金属箔（実施形態ではアルミニウム箔）の両面に正極活物質を含む正極活物質層を有する。負極電極は、負極金属箔（実施形態では銅箔）の両面に負極活物質を含む負極活物質層を有する。そして、電極組立体１４は、複数の正極電極と複数の負極電極を交互に積層するとともに、両電極の間にセパレータを介在した積層構造とされている。

ケースの壁であるケース壁としての蓋１２には、ケース本体１１内に電解液を注入するための注入孔１７が穿設されている。注入孔１７は、ケース１３の外側に位置する蓋１２の外面１２ａとケース１３の内側に位置する蓋１２の内面１２ｂとを貫通している。そして、注入孔１７は、閉塞部材１８によって閉塞されている。閉塞部材１８は、蓋１２の外面１２ａに固定されており、ケース１３外に露出している。

図２及び図３に示すように、注入孔１７は、蓋１２の内側に凹んだ凹部１９の底、つまり最も内側であって、凹部１９の最深部に位置している。凹部１９は、平面視円形であり、最深部に向かう傾斜面２１を有する。この実施形態において傾斜面２１は、最深部に位置する注入孔１７に向かって下る、つまりケース１３の外側から内側に向かっている。傾斜面２１は、蓋１２の外面１２ａの一部を構成する。そして、凹部１９は、傾斜面２１と、その傾斜面２１に連接される蓋１２の外面１２ａとの角度θが鈍角をなすように構成される。

閉塞部材１８は、平面視円形の板状部材である。閉塞部材１８は、凹部１９の傾斜面２１と蓋１２の外面１２ａとの連接点Ｐ１における凹部１９の開口を覆う形状である。そして、閉塞部材１８は、凹部１９の周りである凹部１９の外側に位置する蓋１２の外面１２ａに溶接されている。この実施形態において閉塞部材１８は、平面視円形の溶接部２２によって蓋１２の外面１２ａに接合されている。

次に、本実施形態の作用を説明する。
ケース本体１１への電解液の注入は、ケース本体１１に電極組立体１４を収容するとともにケース本体１１の開口部を蓋１２で閉塞した後に行われる。

図４に示すように、電解液を注入する際には、注入孔１７に注入ノズル２３が挿入されるとともに、注入ノズル２３を介してケース本体１１に電解液が注入される。この際、ケース本体１１には既に電極組立体１４が収容されていることから、ケース本体１１に注入された電解液は電極組立体１４にあたって飛散する。この飛散した電解液は、凹部１９を構成する蓋１２の内面１２ｂに付着し、注入孔１７と注入ノズル２３の隙間から外部へ飛散し難い。仮に、電解液の一部が注入孔１７と注入ノズル２３の隙間から外部へ飛散しても、その電解液は注入孔１７を囲む傾斜面２１の面上に付着し易く、凹部１９の外側に位置する蓋１２の外面１２ａには付着し難い。そして、電解液の注入後、凹部１９は、凹部１９の外側の蓋１２の外面１２ａに閉塞部材１８が溶接されることによって閉塞される。

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）蓋１２の内側に凹んだ凹部１９に注入孔１７を有し、電解液の注入作業時における外部への電解液の飛散を抑制することで、閉塞部材１８の溶接箇所に電解液が付着し難い。このため、閉塞部材１８を確実に蓋１２に溶接することができる。したがって、溶接不良を要因とするケース１３の気密性の低下を抑制できる。

（２）注入孔１７が凹部１９の最深部に位置していることで、閉塞部材１８の溶接箇所との距離を長くできる。したがって、溶接箇所に対して電解液をさらに付着し難くできる。

（３）凹部１９は傾斜面２１を有することで、注入孔１７を通じて外部に飛散し、傾斜面２１に付着した電解液が凹部１９の外へ出ることを抑制できる。そして、この実施形態では、傾斜面２１が注入孔１７に向かって下るので、傾斜面２１に付着した電解液をケース１３内に戻すことができる。このため、凹部１９内における電解液の滞留を抑制し、凹部１９に付着した電解液の拭き取り作業などを省略又は簡略することができる。したがって、二次電池１０の製造時の作業性を向上させることができる。

（４）凹部１９を平面視円形とすることで、蓋１２の加工が容易であり、二次電池１０の製造コストの増加を抑制できる。
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。

○ 図５に示すように、凹部１９の形状を変更しても良い。図５の凹部１９は、注入孔１７を有する底部２５の面と蓋１２の外面１２ａとを垂直な壁面２６で繋ぐ形状である。このような場合でも、凹部１９を構成する蓋１２の内面１２ｂによって電解液の外部への飛散を抑制できる。また、凹部１９の外側に位置する蓋１２の外面１２ａと注入孔１７の距離が遠くなるので、電解液が外面１２ａに付着し難い。

○ 図６に示すように、凹部１９を平面視四角形としても良い。この場合、凹部１９は、注入孔１７に向かって下る傾斜面２７を有し、実施形態と同様の効果を得ることができる。この別例の凹部１９は、例えば図中に二点鎖線で示すような平面視四角形の閉塞部材２８によって閉塞される。

○ 傾斜面２１は、注入孔１７に向かって下る場合に限らず、凹部１９の底、つまり最深部に向かっておれば良い。例えば、図５に示す凹部１９の形状において、壁面２６を傾斜面とし、その傾斜面と注入孔１７との間に底部２５の面が位置していても良い。なお、この別例は、図６の別例にも同様に適用できる。このように傾斜面が凹部１９の最深部に向かう構造であれば、実施形態と同様に、注入孔１７を通じて電解液が外部に出たとしても、傾斜面によって電解液が凹部１９の外へ出ることを抑制できる。

○ 凹部１９の形状は、図５及び図６に示す別例の形状に限らず、任意の形状に変更しても良い。
○ 凹部１９に設ける孔は、注入孔１７に限らず、他の用途の孔でも良い。例えば、エージング処理においてケース１３内に充満したガスを排出する孔でも良い。この場合、孔を介してガスとともに電解液が噴出しても、液は凹部１９に付着される。これにより、処理後に凹部１９を閉塞する際には、実施形態と同様の効果を得ることができる。

○ 閉塞部材１８は、凹部１９の開口を塞ぐ形状に限らず、凹部１９の開口とともに凹部１９に嵌挿して凹部１９全体を閉塞する形状でも良い。
○ 閉塞部材１８は、凹部１９の開口を塞ぐ形状であれば、その形状は任意に変更可能であり、例えば平面視四角形でも良い。

○ 二次電池１０は、リチウムイオン二次電池でも良いし、他の二次電池であっても良い。要は、正極活物質層と負極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良い。また、蓄電装置としてキャパシタでも良い。

○ 実施形態の二次電池１０は、車両電源装置として自動車に搭載しても良いし、産業用車両に搭載しても良い。また、定置用の蓄電装置に適用しても良い。
○ 凹部１９の構成は、積層型の二次電池１０に限らず、帯状の正極電極と帯状の負極電極を捲回して層状に積層した捲回型の二次電池のケースに適用しても良い。

１０…二次電池、１１…ケース本体、１２…蓋、１３…ケース、１４…電極組立体、１７…注入孔、１８，２８…閉塞部材、１９…凹部、２１，２７…傾斜面。

Claims (6)

1. 電極組立体と電解液をケースに収容した蓄電装置において、
   前記ケースは、前記ケースの壁であるケース壁の内側に凹んだ凹部と、前記凹部において前記ケース壁を貫通する孔と、前記凹部を閉塞する閉塞部材と、を有し、
   前記閉塞部材は、前記ケース壁において、前記凹部の周りに溶接されていることを特徴とする蓄電装置。
2. 前記孔は、前記凹部の最深部に位置する請求項１に記載の蓄電装置。
3. 前記凹部は、前記凹部の最深部に向かう傾斜面を有する請求項１又は請求項２に記載の蓄電装置。
4. 前記凹部は、平面視円形である請求項１〜請求項３のうち何れか一項に記載の蓄電装置。
5. 前記孔は、前記ケース内に前記電解液を注入する注入孔である請求項１〜請求項４のうち何れか一項に記載の蓄電装置。
6. 前記蓄電装置は、二次電池である請求項１〜請求項５のうち何れか一項に記載の蓄電装置。