JP2015106534A - 蓄電装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】タブ群の先端が電極組立体に不要に接触することを抑えることのできる蓄電装置を提供する。【解決手段】二次電池2は、正極電極及び負極電極がその間を絶縁した状態で積層された積層構造の電極組立体5を備える。正極タブ群21は、一方向に曲がった形状の第1の曲げ部27と、第1の曲げ部27から積層方向Lに延出する延出部28と、正極導電部材23に接続される接合部Wと、接合部Wよりも先端側の部分がケース3の内方に向かう形状に曲げられた第2の曲げ部29とを有する。二次電池2は、電極組立体5及び絶縁シート9bの間に設けられる間隙シート31を有する。間隙シート31(特定シート32)は、正極タブ群21の第2の曲げ部29より先端側の部分と電極組立体5とに挟まれる位置まで延びる。【選択図】図6

Description

本発明は、ケース内に収容された電極組立体を備える蓄電装置に関するものである。
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。
図14に示すように、特許文献1の二次電池100は、ケース101内に電極組立体102を収容するとともに、その電極組立体102に端子部材103を接続することによって構成される。電極組立体102は、金属箔104aに負極活物質層104bを塗布した負極電極104と、金属箔105aに正極活物質層105bを塗布した正極電極105とを備える。そして、電極組立体102は、負極電極104と正極電極105の間にセパレータ106を介在させて層状に形成されている。二次電池100では、負極電極104の金属箔104aと正極電極105の金属箔105aのそれぞれに、活物質が塗布されていない領域であるタブ107が形成されている。そして、このタブ107を積層方向の一端側に複数集められたものがタブ群として端子部材103と接続されている。また、タブ群は、湾曲もしくは屈曲させた曲げ部108と、曲げ部108から電極組立体102の積層方向に延出し、かつ端子部材103に接触して接続される延出部109とを有する。
また特許文献2の二次電池には、そのケースと電極組立体との間に、同電極組立体の周囲を覆う袋状の絶縁シートが設けられている。この絶縁シートとしては、フィルム状の樹脂シートが採用されている。この二次電池では、絶縁シートにより、電極組立体とケースとの間が絶縁されている。
特開2002−298825号公報 特開2013−12428号公報
ところで、特許文献1の二次電池100では、そのタブ群と端子部材103とが溶接によって接合されている。こうした二次電池100では、タブ群と端子部材103との接合面積の大きさが端子部材103での集電効率と相関を有しており、この集電効率を高くするためにはタブ群と端子部材103との接合面積が大きいことが望ましい。
上記接合面積を大きくするためには、各タブを長くして、全てのタブが重合する領域(重合領域)の面積を大きくすることが考えられる。しかしながら、単に各タブを長くすると、それらタブの先端の余剰部分(上記重合領域を超えて延びる部分)が長くなるため、この余剰部分がケースの内面や電極組立体の異なる極の電極に接触するおそれがある。仮に、タブ先端の余剰部分がケースの内面や電極組立体の異なる極の電極に接触すると、タブとケースあるいは電極とが短絡してしまう。
特許文献1では、電極箔が三枚に簡略化された構成が図示されているため、この課題について補足する。二次電池では、正極電極及び負極電極を各々10枚以上積層することも珍しくなく、大型の二次電池では、各々の電極が数10枚に達する。また、二次電池の容量を上げるため、活物質層の厚さと比較し、金属箔は可能な限り薄く設定される。そのため、例えば、同じ負極電極を使い、特許文献1の如くタブを積層方向の一端に寄せ集めると、一端側のタブの先端と、他端側のタブの先端は、ほぼ電極組立体の厚さ分だけのズレを生じる。一方、タブ(金属箔)は極めて薄いため、寄せ集めた後の屈曲により生じる内外のズレは相対的には小さい。このため、前述の重合領域を設定したとすると、実際には、一端側のタブは、電極組立体の厚みに近い値だけ、重合領域より先に突出することになる。
なお、こうした二次電池に特許文献2に記載の絶縁シートを設けることにより、タブの先端とケースとの間を絶縁することは可能になる。ただし、そうした二次電池であっても、タブ先端の余剰部分の上記電極組立体への不要な接触を抑えることはできない。
この発明は、上記従来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、タブ群の先端が電極組立体に不要に接触することを抑えることのできる蓄電装置を提供することにある。
以下、上記課題を達成するための蓄電装置は、正極電極及び負極電極がその間を絶縁した状態で積層された積層構造の電極組立体と、前記電極組立体に接続されて電気を授受する導電部材と、前記正極電極の縁部に設けられたタブ及び前記負極電極の縁部に設けられたタブの一方を集めたタブ群であり、且つ一方向に曲がった形状の第1の曲げ部と、前記第1の曲げ部から前記電極組立体の積層方向に延出する延出部と、同延出部に設けられて前記導電部材に接合される接合部とを有するタブ群と、前記導電部材及び前記電極組立体及び前記タブ群を収容するケースと、を備える蓄電装置であって、当該蓄電装置は、前記電極組立体と前記ケースとの間に設けられる間隙シートを有し、前記タブ群は、前記接合部よりも先端側の部分が前記ケースの内方に向けて延びる態様で前記電極組立体に近づく方向に曲げられた第2の曲げ部を有し、前記間隙シートは、前記タブ群の前記第2の曲げ部より先端側の部分と前記電極組立体との間に挟まれる位置まで延びている。
上記蓄電装置によれば、タブ群の先端の余剰部分、すなわち各正極電極(あるいは各負極電極)のタブが重合する領域を超えて延びる部分をケースの内方に向かう形状に曲げることにより、同余剰部分が突出してケース内面に接触することを抑えることができる。しかも、電極組立体とケースとの間隙を調整するための間隙シートの少なくとも一部を延ばして、タブ群の第2の曲げ部より先端側の部分と電極組立体との間に挟むことにより、間隙シートを利用して、タブ群の先端側の部分が電極組立体に不要に接触することを抑えることができる。
上記蓄電装置において、前記間隙シートは、前記タブ群の前記第2の曲げ部より先端側の部分と前記電極組立体との間で折り返されているとよい。
上記蓄電装置によれば、タブ群と電極組立体との間に間隙シートが二重になった状態で挟まれるようになるため、その間隙シートによってタブ群の先端側の部分の電極組立体への不要な接触を好適に抑えることができる。
上記蓄電装置において、前記間隙シートは、その前記第2の曲げ部側の部分が同第2の曲げ部の前記ケース側を覆う形状で、前記第2の曲げ部と前記ケースとの間まで延びているとよい。
上記蓄電装置によれば、間隙シートにより、タブ群の先端側の部分とケースとの間を好適に絶縁することができる。
上記蓄電装置において、前記間隙シートは、前記タブ群の先端側の部分と前記電極組立体との間での前記積層方向の突端が、前記タブ群の先端より奥まで延びているとよい。
上記蓄電装置によれば、タブ群の第2の曲げ部より先端側の部分における上記電極組立体側の全体を間隙シートによって覆うことが可能になるため、間隙シートによってタブ群の先端側の部分と電極組立体との不要な接触をより好適に抑えることができる。
上記蓄電装置において、電極組立体および間隙シートの周囲を覆う形状で同電極組立体と前記ケースとの間に設けられた絶縁シートを有しているとよい。
上記蓄電装置は、タブ群の先端の余剰部分が電極組立体に対して相対移動し易い構造である。そのため、タブ群の先端が振動するなどして第2の曲げ部を軸に先端が移動するおそれがある。しかし、電極組立体側に配置された間隙シートとともに、ケース内壁側に配置された絶縁シートにより、タブ群の先端の移動方向における絶縁が保たれる。
上記蓄電装置において、間隙シートは、前記絶縁シートよりも硬質の材料により形成されているとよい。
上記蓄電装置によれば、高い強度が要求される間隙シートを硬質の材料によって形成することができるため、同間隙シートの強度を適度に高くすることができる。製造上、絶縁シートは、比較的軟質の材料によって形成する必要があり、強度を上げ難いが、よりタブ群に近接した間隙シートの強度を上げることで、絶縁を確保しやすくなる。
上記蓄電装置として、二次電池を採用することができる。
本発明によれば、タブ群の先端が電極組立体に不要に接触することを抑えることができる。
一実施形態の二次電池を示す分解斜視図。 二次電池の外観を示す斜視図。 二次電池の部分断面図。 電極組立体の構成要素を示す分解斜視図。 導電部材が接続されたタブ群を説明する説明図。 タブ群及びその周辺の断面構造を拡大して示す断面図。 二次電池の図6の7−7線に沿った断面図。 間隙シートを示す側面図。 変形例の二次電池のタブ群及びその周辺の断面構造を拡大して示す断面図。 変形例の二次電池の間隙シートを示す側面図。 変形例の二次電池のタブ群及びその周辺の断面構造を拡大して示す断面図。 変形例の二次電池の間隙シートを示す側面図。 変形例の二次電池の間隙シートを示す側面図。 従来のタブ群と導電部材の接続態様を示す断面図。
以下、蓄電装置の一実施形態を図1〜図8にしたがって説明する。
図1または図2に示すように、蓄電装置としての二次電池2には、ケース3に電極組立体5が収容されている。ケース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、いずれも金属製(例えば、ステンレスやアルミニウム)である。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り、リチウムイオン電池である。
電極組立体5には、同電極組立体5との間で電気を授受する正極端子7や負極端子8からなる電極端子が電気的に接続されている。これら正極端子7及び負極端子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からケース3の外部に露出している。各電極端子と蓋部材6の開口孔6aとの間には、電極端子と蓋部材6との間を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。
二次電池2は、正極端子7と電極組立体5とを電気的に接続する正極導電部材23を有するとともに、負極端子8と電極組立体5とを電気的に接続する負極導電部材24を有する。これら正極導電部材23及び負極導電部材24は、矩形平板状をなす。また、これら正極導電部材23及び負極導電部材24の短手方向に沿う長さは、電極組立体5の積層方向Lに沿う長さよりも短くされている。さらに、正極導電部材23及び負極導電部材24の長手方向に沿う長さは、それらが互いに干渉しない長さであり、且つ本体部材4の内面4bと干渉しない長さとされている。
図1または図3に示すように、正極導電部材23及び負極導電部材24と蓋部材6との間には、それら正極導電部材23及び負極導電部材24を蓋部材6から絶縁するための絶縁カバー16が取り付けられている。この絶縁カバー16は、矩形平板状の基部16aと、同基部16aの短手方向の両端部から電極組立体5側に向けて突出する側壁部16bとからなる断面コの字形状になっている。絶縁カバー16は、蓋部材6と正極導電部材23及び負極導電部材24との間に挟持されている。
また、ケース3を構成する本体部材4の内面4bと電極組立体5との間には、本体部材4と内部に収容された電極組立体5とを絶縁するための絶縁シート9bが配置されている。この絶縁シート9bは、電気絶縁性を有する樹脂材料(例えばPP)によりなり、図示は省略するが、一枚の軟質の樹脂シートを折り曲げ、電極組立体5を覆うように袋状に形成されている。そして、絶縁シート9bは、ケース3の本体部材4の内面4bのほぼ全体を覆う形状になっている。
図4に示すように、電極組立体5は、シート状の正極電極10とシート状の負極電極11とを備える。正極電極10は、正極金属箔(本実施形態ではアルミニウム箔)13と、その両面に正極活物質を塗布してなる正極活物質層14とを有する。負極電極11は、負極金属箔(本実施形態では銅箔)17と、その両面に負極活物質を塗布してなる負極活物質層18とを有する。具体的には、電極組立体5は、正極電極10と負極電極11の間にこれらを絶縁するセパレータ12を介在させて層状をなす積層構造とされている。電極組立体5は、例えば図5に示すように、複数の正極電極10と複数の負極電極11とを積層して構成される。すなわち、電極組立体5には、正極活物質層14と、負極活物質層18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4に示すように、正極電極10は、正極金属箔13に正極活物質が塗布されていない領域からなる正極未塗工部を有している。具体的には、正極電極10の縁部10aの一部には、正極未塗工部からなる正極タブ15が突出するように設けられている。負極電極11は、負極金属箔17に負極活物質が塗布されていない領域からなる負極未塗工部を有している。そして、負極電極11の縁部11aの一部には、負極未塗工部からなる負極タブ19が突出するように設けられている。そして、正極タブ15及び負極タブ19は、正極電極10及び負極電極11が積層された状態で、正極タブ15と負極タブ19とが重ならない位置にそれぞれ設けられている。
電極組立体5を構成する各正極電極10は、それぞれの正極タブ15が積層方向L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5を構成する各負極電極11は、それぞれの負極タブ19が積層方向Lに沿って列状に配置されるように積層される。
そして図1に示すように、電極組立体5の縁部5aには、各正極タブ15が、電極組立体5における積層方向Lの一方の最外層から他方の最外層までの範囲に集められて正極タブ群21が設けられている。また、電極組立体5の縁部5aには、各負極タブ19も同様に、電極組立体5における積層方向Lの一方の最外層から他方の最外層までの範囲で集められて負極タブ群22が設けられている。正極タブ群21には前記正極導電部材23が接合され、負極タブ群22には前記負極導電部材24が接合されている。
次に、正極タブ群21と正極導電部材23との製造工程と接合構造、及び負極タブ群22と負極導電部材24との製造工程と接合構造について、図5及び図6にしたがって詳しく説明する。なお、図5及び図6には、正極タブ群21と正極導電部材23との接合構造を図示しているが、この接合構造は負極タブ群22と負極導電部材24との接合構造と同一構造である。このため、以下では正極タブ群21と正極導電部材23の接合構造について説明する。以下の説明では、正極タブ15を負極タブ19と読みかえ、正極タブ群21を負極タブ群22と読みかえ、正極導電部材23を負極導電部材24と読みかえれば、負極タブ群22と負極導電部材24の接合構造の説明となる。
図5に示すように、まず、電極組立体5の積層方向Lにおいて、一方の最も外側の正極タブ15(図5に符号「H1」を付す)に、他方の最も外側の正極タブ15(図5に符号「H2」を付す)が接近するように集められる。このとき、正極タブ15(H1)に正極導電部材23が当接した状態になっている。これにより、積層段階で独立していた各正極タブ15は、正極タブ15(H1)側に集約されて正極タブ群21となっている。この正極タブ群21は、正極導電部材23と補助板26との間に挟まれた状態で、抵抗溶接によって接合される。これにより、電極組立体5の正極タブ群21と正極導電部材23とが電気的に接続される。なお補助板26は、正極金属箔13と同一の金属材料からなる金属板である。また抵抗溶接は、接合対象(図5では正極タブ群21、正極導電部材23及び補助板26)を、一対の溶接用電極で挟み込んで溶着する方式である。
本実施形態では、各正極タブ15が同一の形状に形成されている。そのため、各正極タブ15を正極タブ群21として集約した際に、電極組立体5の積層方向Lにおける正極タブ15(H1)からの距離が近い正極タブ15ほど、同正極タブ15の先端部分の長さが長くなる。本実施形態では、正極タブ15を接合する接合部Wが、全ての正極タブ15が重合する領域に設定されている。この接合部Wにおいて正極タブ群21と正極導電部材23とが接合されて、これら正極タブ群21及び正極導電部材23が電気的に接続されている。
図6に示すように、正極タブ群21は、一方向(図6における時計回り方向)に湾曲する第1の曲げ部27と、その第1の曲げ部27から電極組立体5の積層方向L(図6における右方向)に延出する延出部28とを有している。この延出部28の一部が接合部Wになっている。こうした正極タブ群21の構造は、各正極タブ15を正極タブ群21として集約して正極導電部材23に接合した後に、それら正極タブ群21及び正極導電部材23を電極組立体5の積層方向L(図6における右方向)に倒すように回動させることにより実現されている。なお、正極導電部材23は、正極タブ群21の延出部28における上記電極組立体5から離間する側(図6における上方)の面に接合されている。
本実施形態の二次電池2では、正極タブ群21と正極導電部材23との接合部Wの面積を大きくするために延出部28が長くなっており、正極タブ群21を第1の曲げ部27においてのみ曲げられた構造にすると、正極タブ群21の先端がケース3の内面4bや電極組立体5の異なる極(詳しくは、負極電極11)と接触するおそれがある。
そのため本実施形態では、正極タブ群21が、その延出部28の接合部Wよりも先端側の部分がケース3の内方(図6における左側)に向かけて延びる態様で曲げられた形状の第2の曲げ部29を有している。この第2の曲げ部29は、正極タブ群21の先端が第1の曲げ部27の湾曲と同一の曲げ方向、すなわち正極タブ群21の先端側の部分が電極組立体5に近づくようになる曲げ方向(図6における時計回り方向)に折り返された構造になっている。また、本実施形態の二次電池2では、前記絶縁カバー16の一対の側壁部16bの間に正極導電部材23及び第1の曲げ部27及び第2の曲げ部29が挟まれた状態になっている。
図6または図7に示すように、二次電池2は、電極組立体5の上記積層方向Lでの一方(図6における右側)の端面とケース3の本体部材4(詳しくは、絶縁シート9b)との間に設けられた間隙シート31を有している。間隙シート31は、電気絶縁性を有する樹脂材料(例えばPP)により形成されている。間隙シート31は、電極組立体5とケース3との間での積層方向Lにおける間隙を減らすために配置される。本実施形態では、間隙シート31は少なくとも1枚を配置することとし、さらに、この間隙がほぼ「0」になるように、間隙シート31の配設枚数(図6に示す例では5枚)が調節される。
図8に破線で示すように、間隙シート31は、基本的には矩形平板形状に形成されており、より具体的には、その形状は、タブを除く各電極の本体部分、すなわち活物質層と同形状とされている。また、図8に実線で示すように、複数枚の間隙シート31のうちの最もケース3の内面側の位置、すなわち電極組立体5から最も離間する位置に配設されるもの(特定シート32)は、他の間隙シート31と同一の矩形平板形状のベース部32aと、同ベース部32aの一辺において矩形平板形状で突出する2つの突出部32bとを有している。この特定シート32は、ベース部32aと突出部32bとの境界に、それぞれ溝32cを有している。
図6または図7に示すように、本実施形態の二次電池2では、特定シート32(詳しくは、特定シート32)の各突出部32bが電極組立体5側に倒れるように、溝32cの形成部位において折り曲げられた状態で配置されている。これにより、それら突出部32bの一方が正極タブ群21の第2の曲げ部29よりも先端側の部分と電極組立体5との間に挟まれる位置まで延びるとともに、他方が負極タブ群22の第2の曲げ部29よりも先端側の部分と電極組立体5との間に挟まれる位置まで延びている。また、そうした突出部32bの折り曲げに際して、特定シート32以外の間隙シート31の配設位置が上記第2の曲げ部29側にずれていると、折り曲げられた突出部32bによって同間隙シート31が押さえられて上記第2の曲げ部29から離間する方向に移動するようになり、間隙シート31の配設位置が矯正されるようになる。なお、間隙シート31(詳しくは、特定シート32)はその4辺において、粘着テープ33によって電極組立体5に固定されている。
また、特定シート32の突出部32bの一方は、正極タブ群21の第2の曲げ部29よりも先端側の部分に沿って、その前記積層方向Lの突端が正極タブ群21の先端より奥(図7における左側)になる位置まで延びている。特定シート32の突出部32bの他方は、負極タブ群22の第2の曲げ部29よりも先端側の部分に沿って、その前記積層方向Lの突端が正極タブ群21の先端より奥になる位置まで延びている。
図3または図7に示すように、二次電池2では、絶縁シート9bによってケース3の本体部材4の内面のほぼ全体が覆われているため、この絶縁シート9bにより、電極組立体5、正極タブ群21及び負極タブ群22の周囲が覆われた状態になっている。したがって、絶縁シート9bにより、正極タブ群21(または負極タブ群22)の第2の曲げ部29とケース3との間や、正極タブ群21(または負極タブ群22)の第1の曲げ部27とケース3との間が絶縁される。
本実施形態の二次電池2によれば以下に示す作用効果を得ることができる。
(1)二次電池2では、正極タブ群21(または負極タブ群22)の先端の余剰部分、すなわち各正極タブ15(または各負極タブ19)の接合部Wを超えて延びる部分をケース3の内方に向けて延びる態様で曲げることにより、同余剰部分が突出してケース3の内面に接触することを抑えることができる。したがって、正極タブ群21とケース3との間や、負極タブ群22とケース3との間を容易に絶縁することができる。しかも、二次電池2では、間隙シート31(詳しくは、特定シート32)の突出部32bの一方によって正極タブ群21の第2の曲げ部29より先端側の部分と電極組立体5との間が遮られるとともに、他方によって負極タブ群22の第2の曲げ部29より先端側の部分と電極組立体5との間が遮られるようになる。そのため、間隙シート31を利用して、正極タブ群21の先端側の部分が電極組立体5に不要に接触することや、負極タブ群22の先端側の部分が電極組立体5に不要に接触することを抑えることができる。
(2)一方の突出部32bの前記積層方向Lにおける突端が正極タブ群21の先端より奥まで延びているため、正極タブ群21の第2の曲げ部29よりも先端側の部分における上記電極組立体5側の全体を、上記突出部32bによって覆うことができる。また、他方の突出部32bの前記積層方向Lにおける突端が負極タブ群22の先端より奥まで延びているため、負極タブ群22の第2の曲げ部29よりも先端側の部分における上記電極組立体5側の全体を、突出部32bによって覆うことができる。そのため、特定シート32の突出部32bによって、正極タブ群21の先端側の部分や負極タブ群22の先端側の部分が電極組立体5に不要に接触することを好適に抑えることができる。
(3)二次電池2は、正極タブ群21(または負極タブ群22)の先端の余剰部分が電極組立体5に対して相対移動し易い構造である。そのため、正極タブ群21(または負極タブ群22)の先端が振動するなどして第2の曲げ部29を軸に先端が移動するおそれがある。この点、上記二次電池2では、電極組立体5側に配置された間隙シート31とともに、ケース3の内壁側に配置された絶縁シート9bにより、正極タブ群21(または負極タブ群22)の先端の移動方向における絶縁を保つことができる。
(4)正極タブ群21に正極導電部材23を接合した後に同正極タブ群21の余剰部分を切断したり、負極タブ群22に負極導電部材24を接合した後に同負極タブ群22の余剰部分を切断したりすれば、それら余剰部分が上記電極組立体5に不要に接触することを回避することができる。ただし、この場合には、余剰部分の切断に際して発生したタブの小片がケース3の内部に侵入するおそれがある。本実施形態では、そうした正極タブ群21や負極タブ群22の余剰部分を切断する作業を行うことなく、正極タブ群21の先端側の部分や負極タブ群22の先端側の部分の上記電極組立体5への不要な接触を抑えることができる。
(5)特定シート32のベース部32aの一辺の全体を延ばすのではなく、同ベース部32aの一辺を部分的に延ばした形状の突出部32bを有するため、突出部32bが形成された辺においても、同突出部32bが形成されていない部位において粘着テープ33による特定シート32の電極組立体5への固定を容易に行うことができる。そのため、特定シート32を電極組立体5に好適に固定することができる。
なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することもできる。
○ 間隙シート31として、絶縁シート9bよりも硬質の材料によって形成されたものを用いてもよい。こうした二次電池によれば、高い強度が要求される間隙シート31を硬質の材料(例えばPPS)によって形成されたものにすることができるため、同間隙シート31の強度を適度に高くすることができる。二次電池の製造上、絶縁シート9bは、折り曲げられて袋状に形成されるため、比較的軟質の材料によって形成する必要があり、その強度を上げ難い。この点、上記二次電池によれば、よりタブ群21,22に近接した間隙シート31の強度を上げることができるため、絶縁を確保しやすくなる。
なお、こうした二次電池では、複数枚の間隙シート31のうちの特定シート32のみを絶縁シート9bよりも硬質の材料によって形成されたものとし、他の間隙シート31は比較的軟質の材料によって形成してもよい。こうした二次電池によれば、特定シート32を構成する硬質の材料が絶縁シート9bを構成する比較的軟質の材料と比較して高価である場合に、そうした硬質の材料で形成された間隙シート31の使用量を少なくすることができ、二次電池を安価に製造することができる。
○ 図9に示すように、特定シート42の突出部42bを、正極タブ群21(または負極タブ群22)の第2の曲げ部29よりも先端側の部分と電極組立体5との間で折り返された形状にしてもよい。この特定シート42の突出部42bは、ベース部32aを始点に正極タブ群21(または負極タブ群22)の第2の曲げ部29よりも先端側の部分に沿ってケース3の内方(図9おける左側)に向けて延びる部分と、同部分の突端において鋭角をなすように折り返されてケース3の内面の近傍まで延びる部分とから構成されている。こうした二次電池によれば、正極タブ群21(または負極タブ群22)の先端側の部分と電極組立体5との間に特定シート42の突出部42bが二重になった状態で挟まれるようになるため、その突出部42bによって正極タブ群21(または負極タブ群22)の先端側の部分が上記電極組立体5に不要に接触することを好適に抑えることができる。
また図10に示すように、上記特定シート42の突出部42bの折り返す部分に溝42cを形成してもよい。これにより、特定シート42の配設に際して、所望の部位を的確に折り返すことができるため、その配設が容易になる。
なお特定シートを、その突出部42bを鋭角をなすように屈曲させた状態で配設することに限らず、突出部を湾曲するように折り返した状態で配設するようにしてもよい。
○ 図11に示すように、特定シート52の突出部52bを正極タブ群21(または負極タブ群22)の第2の曲げ部29よりも先端側の部分と電極組立体5との間で折り返された形状にしてもよい。そして、この特定シート52の突出部52bの先端側の部分を、上記第2の曲げ部29のケース3側を覆うように、同第2の曲げ部29とケース3との間まで延びる形状にしてもよい。図11に示す例では、特定シート52は、突出部52bの先端側の部分がケース3の内面に沿って延びる形状になっており、同部分が絶縁カバー16の側壁部16bとケース3(詳しくは、絶縁カバー16)との間に挟まれた状態になっている。こうした二次電池によれば、特定シート52の突出部52bにより、正極タブ群21(または負極タブ群22)の先端側の部分と電極組立体5と不要な接触を抑えることに加えて、正極タブ群21(または負極タブ群22)の先端側の部分とケース3との間を絶縁することもできる。
また、こうした二次電池では、図12に示すように、上記特定シート52の突出部52bを折り返す部分と、同突出部52bの先端部分をケース3の内面に沿う方向に屈曲させる部分とにそれぞれ溝52cを形成するようにしてもよい。これにより、特定シート52の配設に際して、所望の部位を的確に屈曲させることができるため、その配設が容易になる。
なお上記二次電池において、特定シート52の突出部52bにおける上記絶縁カバー16の側壁部16bとケース3との間に挟まれている部分を同側壁部16bに接合してもよい。こうした二次電池によれば、特定シート52の突出部52bの不要な振動や配設位置のずれを抑えることができ、同突出部52bによって正極タブ群21(または負極タブ群22)の先端側の部分と電極組立体5との間や、正極タブ群21(または負極タブ群22)の先端側の部分とケース3との間を的確に遮ることができる。
○ 特定シート32,42,52の上記正極タブ群21(または負極タブ群22)の先端側の部分と電極組立体5との間での前記積層方向Lにおける突端は、正極タブ群21(または負極タブ群22)の先端より奥まで延びていなくてもよい。こうした二次電池であっても、正極タブ群21(または負極タブ群22)の第2の曲げ部より先端側の部分と電極組立体5との不要な接触を抑えることができる。
○ 上記実施形態では、特定シート32のベース部32aの一辺の一部(突出部32b)だけを突出させるようにした。これに代えて、図13に示すように、特定シート62の一辺の全体を延ばすようにしてもよい。
○正極タブ群21と負極タブ群22とで、第1の曲げ部27による曲げ方向を異なる方向としてもよい。こうした二次電池では、電極組立体5の積層方向Lにおける両端面に間隙シートを取り付ければよい。そして、一方の端面に取り付けられた間隙シートを正極タブ群21の第2の曲げ部29より先端側の部分と電極組立体5との間に挟まれる位置まで延ばし、他方の端面に取り付けられた間隙シートを負極タブ群22の第2の曲げ部29より先端側の部分と電極組立体5との間に挟まれる位置まで延ばせばよい。
○ 正極タブ15や負極タブ19を集約する位置は、任意の位置にすることができる。なお、そうした位置は、電極組立体5の積層方向Lの一方の最外層から他方の最外層までの範囲内の位置にすることが好ましい。
○ 第1の曲げ部27は、正極タブ群21や負極タブ群22を屈曲させたものであってもよい。
○ 第2の曲げ部29を形成するとともに同第2の曲げ部29よりも先端側の部分と電極組立体5との間まで特定シートを延ばす構造を、正極タブ群21及び負極タブ群22の一方のみに適用するようにしてもよい。
○上記実施形態の二次電池2は、厚さの異なる複数種類の間隙シートのうちの一枚が選択されて配設される二次電池にも、その構成を適宜変更したうえで適用することができる。こうした二次電池では、間隙シートを、正極タブ群21(または負極タブ群22)の第2の曲げ部29より先端側の部分と電極組立体5との間に挟まれる位置まで延びる形状にすればよい。
○ 導電部材23,24は矩形平板状としていたが、例えば円柱状(棒状)や、直方体状等、その他の形状としてもよい。
○ 導電部材23,24は、電極端子と一体であってもよい。上記実施形態では、板状の導電部材23,24を介してタブ群21,22を接続することで、抵抗溶接(例えばスポット溶接)によるタブ群21,22との接合が容易となり、また、電極端子とタブ群21,22が上下方向(タブ側方向)に重なることにより、電極組立体5のタブ側方向のデッドスペースが増加することも抑制できる。
○ タブ群21,22と導電部材23,24との接合は、超音波溶接、はんだ付け等、抵抗溶接以外の方式で行うことも可能である。
○ タブ15,19は電極10,11をなす金属箔と一体に形成されたものに限定されるものではなく、別体にて形成された矩形の金属箔の小片を、活物質層が形成された後に後付したものであってもよい。例えば、長尺帯状の正極金属、及び同形状の負極電極を、セパレータを介して積層した後捲回する、いわゆる捲回式の電極組立体に対し、各金属箔上に活物質層を形成後、所定位置にタブが重なるように、後付で矩形の金属小片よりなるタブを各金属箔に接合した構造であっても、本発明は適用可能である。
○ 上記実施形態のような積層型の二次電池2に限らず、帯状の正極電極と負極電極を捲回して層状の積層構造をなす捲回型の二次電池に適用してもよい。なお、捲回型の二次電池においても、正極電極と負極電極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には、実施形態のような正極タブ15、正極タブ群21、負極タブ19、及び負極タブ群22が形成されていればよい。
○ 実施形態の二次電池2を搭載する車両は、自動車でもよいし、産業用車両でもよい。
○ 二次電池2は、リチウムイオン二次電池であったが、これに限らず、他の二次電池であってもよい。要するに、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よい。
○ 本発明を、電気二重層コンデンサ等の蓄電装置に具体化してもよい。
2…二次電池、3…ケース、4…本体部材、4b…内面、5…電極組立体、5a,10a,11a…縁部、6…蓋部材、9b…絶縁シート、10…正極電極、11…負極電極、12…セパレータ、13…正極金属箔、14…正極活物質層、15…正極タブ、16…絶縁カバー、17…負極金属箔、18…負極活物質層、19…負極タブ、21…正極タブ群、22…負極タブ群、23…正極導電部材、24…負極導電部材、27…第1の曲げ部、28…延出部、29…第2の曲げ部、31…間隙シート、32,42,52,62…特定シート、32b,42b,52b…突出部、W…接合部。

Claims (7)

  1. 正極電極及び負極電極がその間を絶縁した状態で積層された積層構造の電極組立体と、
    前記電極組立体に接続されて電気を授受する導電部材と、
    前記正極電極の縁部に設けられたタブ及び前記負極電極の縁部に設けられたタブの一方を集めたタブ群であり、且つ一方向に曲がった形状の第1の曲げ部と、前記第1の曲げ部から前記電極組立体の積層方向に延出する延出部と、同延出部に設けられて前記導電部材に接合される接合部とを有するタブ群と、
    前記導電部材及び前記電極組立体及び前記タブ群を収容するケースと、
    を備える蓄電装置であって、
    当該蓄電装置は、前記電極組立体と前記ケースとの間に設けられる間隙シートを有し、
    前記タブ群は、前記接合部よりも先端側の部分が前記ケースの内方に向けて延びる態様で前記電極組立体に近づく方向に曲げられた第2の曲げ部を有し、
    前記間隙シートは、前記タブ群の前記第2の曲げ部より先端側の部分と前記電極組立体との間に挟まれる位置まで延びていることを特徴とする蓄電装置。
  2. 前記間隙シートは、前記タブ群の前記第2の曲げ部より先端側の部分と前記電極組立体との間で折り返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. 前記間隙シートは、その前記第2の曲げ部側の部分が同第2の曲げ部の前記ケース側を覆う形状で、前記第2の曲げ部と前記ケースとの間まで延びていることを特徴とする請求項2に記載の蓄電装置。
  4. 前記間隙シートは、前記タブ群の先端側の部分と前記電極組立体との間での前記積層方向の突端が、前記タブ群の先端より奥まで延びていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の蓄電装置。
  5. 前記電極組立体及び前記間隙シートの周囲を覆う形状で同電極組立体と前記ケースとの間に設けられた絶縁シートを有する請求項1〜4のいずれか一項に記載の蓄電装置。
  6. 間隙シートは、前記絶縁シートよりも硬質の材料により形成されていることを特徴とする請求項5項に記載の蓄電装置。
  7. 前記蓄電装置は二次電池であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の蓄電装置。
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