JP2015162294A - electrochemical device - Google Patents

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裕樹 河井
Hiroki Kawai
裕樹 河井
直人 萩原
Naoto Hagiwara
直人 萩原
和徳 江原
Kazunori Ebara
和徳 江原
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electrochemical device which is high in heat dissipation property.SOLUTION: An electrochemical device according to an embodiment of the present invention comprises: a case; a power storage device; a first terminal; a second terminal; and a heat dissipation part. The case has a case main body and a metal lid. The case main body includes: a bottom face; a circumferential face formed to connect to the bottom face; and a first inner face. The lid is joined with the case main body and includes a second inner face opposed to the first inner face; a liquid room is formed between the case main body and the lid. The power storage device has an electrolytic solution, a first electrode part disposed on the first inner face, and a second electrode part connected to the second inner face, and it is housed in the liquid room. The first terminal is formed on the bottom face, and connected with the first electrode part. The heat dissipation part has: a first metal line formed inside the case main body to extend from the lid toward the bottom face; and an exposed part connected to the first metal line and the second terminal and formed in the circumferential face.

Description

本発明は、充放電可能な蓄電素子を備える電気化学デバイスに関する。   The present invention relates to an electrochemical device including a chargeable / dischargeable power storage element.

充放電が可能な蓄電素子を備える電気化学デバイスは、バックアップ電源等に広く利用されている。このような電気化学デバイスは、ひとつとして、絶縁性のケースと金属製のリッドとが液室を構成し、当該液室に電解液を含む蓄電素子が封入された構造となっている。蓄電素子の正極は、配線を介して底面に形成された正極端子に、負極は、金属製のリッド及び配線を介して底面に形成された負極端子に、それぞれ接続される(特許文献1参照)。   Electrochemical devices including a chargeable / dischargeable power storage element are widely used for backup power supplies and the like. One such electrochemical device has a structure in which an insulating case and a metal lid constitute a liquid chamber, and a storage element containing an electrolytic solution is enclosed in the liquid chamber. The positive electrode of the electricity storage element is connected to the positive electrode terminal formed on the bottom surface via the wiring, and the negative electrode is connected to the negative electrode terminal formed on the bottom surface via the metal lid and the wiring (see Patent Document 1). .

特開2013−232569号公報JP 2013-232569 A

ところで、蓄電素子は充放電の際に発熱する。この際、金属製のリッドに接続される負極側は比較的放熱されやすいが、正極側は放熱されにくく、電気化学デバイス全体としての排熱は十分になされなかった。特に、比較的高い電圧により充放電を行う場合には、電解液が高温となって劣化し、製品寿命が短くなるおそれがあった。また、液室内が高圧となり、リッドとケースとの接合部やケース本体が損壊し、液漏れ等の不具合を生じる可能性もあった。   By the way, the electricity storage element generates heat during charging and discharging. At this time, the negative electrode side connected to the metal lid was relatively easy to radiate heat, but the positive electrode side was hardly radiated, and exhaust heat as a whole electrochemical device was not sufficiently achieved. In particular, when charging / discharging at a relatively high voltage, the electrolytic solution may become high temperature and deteriorate, which may shorten the product life. In addition, the liquid chamber has a high pressure, and the joint between the lid and the case and the case body may be damaged, leading to problems such as liquid leakage.

以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、放熱性の高い電気化学デバイスを提供することにある。   In view of the circumstances as described above, an object of the present invention is to provide an electrochemical device with high heat dissipation.

上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る電気化学デバイスは、ケースと、蓄電素子と、第1の端子と、第2の端子と、放熱部とを具備する。
上記ケースは、ケース本体と、金属製のリッドとを有する。上記ケース本体は、底面と、上記底面に連接して形成される周面と、第1の内面とを含む。上記リッドは、上記ケース本体に接合され上記第1の内面と対向する第2の内面を含み、上記ケース本体との間に液室を形成する。
上記蓄電素子は、電解液と、上記第1の内面に配置された第1の電極部と、上記第2の内面に接続された第2の電極部とを有し、上記液室に収容される。
上記第1の端子は、上記底面に形成され上記第1の電極部と接続される。
上記放熱部は、上記リッドから上記底面に向かって延び上記ケース本体の内部に形成された第1の金属線と、上記第1の金属線と上記第2の端子とに接続され上記周面に形成された露出部とを有する。
In order to achieve the above object, an electrochemical device according to an embodiment of the present invention includes a case, a power storage element, a first terminal, a second terminal, and a heat dissipation portion.
The case has a case main body and a metal lid. The case body includes a bottom surface, a peripheral surface formed to be connected to the bottom surface, and a first inner surface. The lid includes a second inner surface that is joined to the case body and faces the first inner surface, and forms a liquid chamber between the case body and the lid.
The power storage element includes an electrolytic solution, a first electrode portion disposed on the first inner surface, and a second electrode portion connected to the second inner surface, and is accommodated in the liquid chamber. The
The first terminal is formed on the bottom surface and connected to the first electrode portion.
The heat radiating portion extends from the lid toward the bottom surface and is connected to the first metal wire formed inside the case body, the first metal wire, and the second terminal, and is connected to the peripheral surface. And an exposed portion formed.

本発明の第1の実施形態に係る電気化学デバイスの斜視図である。1 is a perspective view of an electrochemical device according to a first embodiment of the present invention. 上記電気化学デバイスの縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the said electrochemical device. 上記電気化学デバイスのリッド、結合リング及び蓄電素子を取り除いた構成の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the structure which removed the lid, the coupling ring, and the electrical storage element of the said electrochemical device. 上記構成の平面図である。It is a top view of the said structure. 上記電気化学デバイスの、放熱部の接続部の構成を示す横断面図である。It is a cross-sectional view which shows the structure of the connection part of the thermal radiation part of the said electrochemical device. 上記電気化学デバイスの作用効果を説明する要部縦断面図である。It is a principal part longitudinal cross-sectional view explaining the effect of the said electrochemical device. 本発明の第2の実施形態に係る電気化学デバイスの縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the electrochemical device which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 上記電気化学デバイスのリッド、結合リング及び蓄電素子を取り除いた構成の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the structure which removed the lid, the coupling ring, and the electrical storage element of the said electrochemical device. 本発明の第3の実施形態に係る電気化学デバイスの縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the electrochemical device which concerns on the 3rd Embodiment of this invention.

本発明の一形態に係る電気化学デバイスは、ケースと、蓄電素子と、第1の端子と、第2の端子と、放熱部とを具備する。
上記ケースは、ケース本体と、金属製のリッドとを有する。上記ケース本体は、底面と、上記底面に連接して形成される周面と、第1の内面とを含む。上記リッドは、上記ケース本体に接合され上記第1の内面と対向する第2の内面を含み、上記ケース本体との間に液室を形成する。
上記蓄電素子は、電解液と、上記第1の内面に配置された第1の電極部と、上記第2の内面に接続された第2の電極部とを有し、上記液室に収容される。
上記第1の端子は、上記底面に形成され上記第1の電極部と接続される。
上記放熱部は、上記リッドから上記底面に向かって延び上記ケース本体の内部に形成された第1の金属線と、上記第1の金属線と上記第2の端子とに接続され上記周面に形成された露出部とを有する。
An electrochemical device according to one embodiment of the present invention includes a case, a power storage element, a first terminal, a second terminal, and a heat dissipation portion.
The case has a case main body and a metal lid. The case body includes a bottom surface, a peripheral surface formed to be connected to the bottom surface, and a first inner surface. The lid includes a second inner surface that is joined to the case body and faces the first inner surface, and forms a liquid chamber between the case body and the lid.
The power storage element includes an electrolytic solution, a first electrode portion disposed on the first inner surface, and a second electrode portion connected to the second inner surface, and is accommodated in the liquid chamber. The
The first terminal is formed on the bottom surface and connected to the first electrode portion.
The heat radiating portion extends from the lid toward the bottom surface and is connected to the first metal wire formed inside the case body, the first metal wire, and the second terminal, and is connected to the peripheral surface. And an exposed portion formed.

上記構成によれば、充放電に伴って蓄電素子の第1及び第2の電極部で発せられた熱が、放熱部の第1の金属線を介して金属製のリッド及び露出部に伝達され、放熱される。したがって、蓄電素子の発熱による電解液の劣化を抑制し、寿命が長い電気化学デバイスを提供することができる。また、電解液の液漏れ等の不具合を防止することができる。   According to the above configuration, the heat generated by the first and second electrode portions of the energy storage device with charge / discharge is transmitted to the metal lid and the exposed portion via the first metal wire of the heat dissipation portion. The heat is dissipated. Therefore, it is possible to provide an electrochemical device having a long life by suppressing deterioration of the electrolyte solution due to heat generation of the power storage element. In addition, problems such as electrolyte leakage can be prevented.

また、上記放熱部は、上記リッドから上記底面に向かって延び上記ケース本体の内部にそれぞれ形成された複数の第1の金属線を有し、
上記露出部は、上記複数の第1の金属線各々と接続されてもよい。
Further, the heat radiating portion has a plurality of first metal wires extending from the lid toward the bottom surface and formed respectively inside the case body,
The exposed portion may be connected to each of the plurality of first metal wires.

上記構成によれば、複数の第1の金属線により、放熱効率を高めることが可能となる。さらに、リッドとケース本体との溶接時の熱を均一に冷却することも可能となる。また、ケース本体の強度を高めることも可能となる。   According to the above configuration, the heat dissipation efficiency can be increased by the plurality of first metal wires. Furthermore, the heat at the time of welding the lid and the case main body can be uniformly cooled. It is also possible to increase the strength of the case body.

あるいは、上記放熱部は、
上記リッドに接続され、上記リッドから上記底面に向かって延び、上記ケース本体の内部に形成された第2の金属線をさらに有し、
上記露出部は、上記第2の金属線と非導通に構成されてもよい。
Alternatively, the heat dissipation part is
A second metal wire connected to the lid, extending from the lid toward the bottom surface, and formed inside the case body;
The exposed portion may be configured not to be electrically connected to the second metal line.

これにより、第2の金属線が、蓄電素子によって発生した熱をリッドへ伝達し、冷却することが可能となる。   As a result, the second metal wire can transfer the heat generated by the power storage element to the lid and cool it.

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

[電気化学デバイス]
図1は、本発明の一実施形態に係る電気化学デバイス10の斜視図であり、図2は電気化学デバイス10の縦断面図である。これらの図に示すように、電気化学デバイス1は、ケース10、蓄電素子13、正極端子(第1の端子)14、正極配線15、負極端子(第2の端子)16及び放熱部17を備える。
[Electrochemical devices]
FIG. 1 is a perspective view of an electrochemical device 10 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the electrochemical device 10. As shown in these drawings, the electrochemical device 1 includes a case 10, a power storage element 13, a positive electrode terminal (first terminal) 14, a positive electrode wiring 15, a negative electrode terminal (second terminal) 16, and a heat dissipation portion 17. .

図2に示すように、電気化学デバイス1は、ケース10内部に形成された液室11aに蓄電素子13及び電解液Lが封入されて構成されている。詳細は後述するが、蓄電素子13の正極は、ケース本体11内部に形成された正極配線15を介して正極端子14と電気的に接続され、蓄電素子13の負極は、リッド12及び放熱部17を介して負極端子16と電気的に接続される。   As shown in FIG. 2, the electrochemical device 1 is configured by enclosing a storage element 13 and an electrolytic solution L in a liquid chamber 11 a formed inside the case 10. As will be described in detail later, the positive electrode of the electricity storage element 13 is electrically connected to the positive electrode terminal 14 via the positive electrode wiring 15 formed inside the case body 11, and the negative electrode of the electricity storage element 13 is connected to the lid 12 and the heat radiating portion 17. Is electrically connected to the negative electrode terminal 16 via.

ケース10は、ケース本体11と、リッド12と、結合リング18とを有する。ケース10は、ケース本体11とリッド12が結合リング18を介して接合された構成を有し、内部に液室11aが形成される。   The case 10 includes a case main body 11, a lid 12, and a coupling ring 18. The case 10 has a configuration in which a case main body 11 and a lid 12 are joined via a coupling ring 18, and a liquid chamber 11 a is formed therein.

ケース本体11は、絶縁性であり、例えばセラミックス等の絶縁性材料からなる。ケース本体11は、底面111と、底面111に連接して形成される周面112と、第1の内面113とを有し、例えば図1に示すような直方体形状、あるいは円柱状等の他の形状に形成され得る。ケース本体11には、液室11aを構成する凹部が形成され、当該凹部の底面が第1の内面113として構成され得る。   The case body 11 is insulative and is made of an insulating material such as ceramics. The case body 11 includes a bottom surface 111, a peripheral surface 112 formed so as to be connected to the bottom surface 111, and a first inner surface 113. For example, a rectangular parallelepiped shape as shown in FIG. It can be formed into a shape. The case body 11 may be formed with a recess that constitutes the liquid chamber 11 a, and the bottom surface of the recess may be configured as the first inner surface 113.

ケース本体11は、例えば、HTCCプロセス又はLTCCプロセスによって製造される。すなわち、ケース本体11は、セラミックス材料を配合し、型等を利用して、複数のセラミックスシートを成型する。これら複数のセラミックスシートを積層し、所定の温度で焼成することで、製造され得る。   The case body 11 is manufactured by, for example, an HTCC process or an LTCC process. That is, the case main body 11 mixes a ceramic material, and molds a plurality of ceramic sheets using a mold or the like. These ceramic sheets can be laminated and fired at a predetermined temperature.

リッド12は、金属製であり、ケース本体11との間に液室11aを形成する。リッド12は、ケース本体11に接合され第1の内面113と対向する第2の内面121を含む。第2の内面121には、結合リング18が接合され、第2の内面121は結合リング18を介してケース本体11と接合され得る。リッド12は、例えばコバール(鉄−ニッケル−コバルト合金)等の金属材料で形成される。あるいは、リッド12は、電解腐食を防止するため、コバール等の母材がニッケル、白金、銀、金あるいはパラジウム等の耐腐食性の高い金属からなる被膜によって被覆されたクラッド材とすることも可能である。   The lid 12 is made of metal and forms a liquid chamber 11 a between the case body 11 and the lid 12. The lid 12 includes a second inner surface 121 that is joined to the case main body 11 and faces the first inner surface 113. The coupling ring 18 is joined to the second inner surface 121, and the second inner surface 121 can be joined to the case body 11 via the coupling ring 18. The lid 12 is formed of a metal material such as Kovar (iron-nickel-cobalt alloy), for example. Alternatively, the lid 12 may be a clad material in which a base material such as Kovar is coated with a coating made of a highly corrosion-resistant metal such as nickel, platinum, silver, gold, or palladium in order to prevent electrolytic corrosion. It is.

結合リング18は、環状のシール部材として構成され、例えばコバール等の金属材料で形成される。結合リング18とリッド12の第2の内面121との接合は、例えばシーム溶接やレーザ溶接等の直接接合法を利用できる他、導電性接合材を介在した間接接合法を適用することができる。また結合リング18とケース本体11とは、ロウ付けによって接合されてもよい。   The coupling ring 18 is configured as an annular seal member, and is formed of a metal material such as Kovar. For joining the coupling ring 18 and the second inner surface 121 of the lid 12, for example, a direct joining method such as seam welding or laser welding can be used, or an indirect joining method with a conductive joining material can be applied. Further, the coupling ring 18 and the case body 11 may be joined by brazing.

蓄電素子13は、液室11aに収容され、電荷を蓄積し(蓄電)あるいは放出(放電)する。図2に示すように蓄電素子13は、電解液Lと、第1の内面113に配置された第1の電極部131と、リッド12の第2の内面121に接続された第2の電極部132と、セパレートシート133とを有する。蓄電素子13は、第1の電極部131及び第2の電極部132によってセパレートシート133が挟まれた構成とすることができる。   The electric storage element 13 is accommodated in the liquid chamber 11a, and accumulates (accumulates) electric charges or discharges (discharges) electric charges. As shown in FIG. 2, the electric storage element 13 includes an electrolytic solution L, a first electrode portion 131 disposed on the first inner surface 113, and a second electrode portion connected to the second inner surface 121 of the lid 12. 132 and a separate sheet 133. The power storage element 13 can have a configuration in which a separate sheet 133 is sandwiched between the first electrode portion 131 and the second electrode portion 132.

第1の電極部131は、具体的には、電極シートと、第1の内面113に接着する接着層とを含んでいてもよい。第2の電極部132は、同様に、電極シートと、電極シートをリッド12の第2の内面121に接着する接着層とを含んでいてもよい。第1の電極部131及び第2の電極部132の各電極シート及びセパレートシート133の構成材料は、必要な特性に応じて適宜選択することができる。例えば、各電極シートは、活物質を含む材料を用いることができ、セパレートシート133はガラス繊維、セルロース繊維、プラスチック繊維等を主材料とする多孔質シートとすることができる。接着層は、導電性接着剤を含むものとすることができる。   Specifically, the first electrode portion 131 may include an electrode sheet and an adhesive layer that adheres to the first inner surface 113. Similarly, the second electrode portion 132 may include an electrode sheet and an adhesive layer that adheres the electrode sheet to the second inner surface 121 of the lid 12. The constituent material of each electrode sheet of the 1st electrode part 131 and the 2nd electrode part 132, and the separate sheet | seat 133 can be suitably selected according to a required characteristic. For example, each electrode sheet can be made of a material containing an active material, and the separate sheet 133 can be a porous sheet mainly made of glass fiber, cellulose fiber, plastic fiber or the like. The adhesive layer may include a conductive adhesive.

正極端子14は、底面111に形成され第1の電極部131と接続され、実装基板等との接続に用いられる外部端子として機能する。正極端子14は、具体的には、蓄電素子13の正極(第1の電極部131)と正極配線15によって接続される。   The positive electrode terminal 14 is formed on the bottom surface 111 and connected to the first electrode portion 131, and functions as an external terminal used for connection to a mounting substrate or the like. Specifically, the positive electrode terminal 14 is connected to the positive electrode (first electrode portion 131) of the power storage element 13 by the positive electrode wiring 15.

正極配線15は、蓄電素子13の第1の電極部131と正極端子14とを電気的に接続する。正極配線15の構成は特に限定されないが、例えば図2に示すように、正極端子14から底面111に向かって延びるビア151と、ケース本体11内を底面111に略平行な方向に走行する内部配線152と、周面112に形成され正極端子14と接続される端子接続部153とを有していてもよい。   The positive electrode wiring 15 electrically connects the first electrode portion 131 of the power storage element 13 and the positive electrode terminal 14. The configuration of the positive electrode wiring 15 is not particularly limited. For example, as shown in FIG. 2, a via 151 extending from the positive electrode terminal 14 toward the bottom surface 111 and an internal wiring that runs in the case body 11 in a direction substantially parallel to the bottom surface 111. 152 and a terminal connection portion 153 formed on the peripheral surface 112 and connected to the positive electrode terminal 14 may be included.

負極端子16は、底面111に形成され、実装基板等との接続に用いられる外部端子として機能する。負極端子16は、具体的には、蓄電素子13の負極(第2の電極部132)と、放熱部17、リッド12及び結合リング18によって接続される。   The negative electrode terminal 16 is formed on the bottom surface 111 and functions as an external terminal used for connection to a mounting substrate or the like. Specifically, the negative electrode terminal 16 is connected to the negative electrode (second electrode portion 132) of the electricity storage element 13 by the heat radiating portion 17, the lid 12, and the coupling ring 18.

放熱部17は、本実施形態において、蓄電素子13の第2の電極部132に接続されたリッド12と負極端子16とを電気的に接続する。放熱部17は、複数の金属線(第1の金属線)171と、露出部173と、接続部174とを有する。   In the present embodiment, the heat dissipating part 17 electrically connects the lid 12 connected to the second electrode part 132 of the power storage element 13 and the negative electrode terminal 16. The heat radiating portion 17 includes a plurality of metal wires (first metal wires) 171, an exposed portion 173, and a connecting portion 174.

図3は、リッド12、結合リング18及び蓄電素子13を取り除いた構成の縦断面図である。図2及び図3に示すように、各金属線171は、リッド12から底面111に向かって延び、ケース本体11の内部に形成される。各金属線171は、上端においてリッド12の結合リング18に接続され、下端において接続部174を介して露出部173に接続される。各金属線171は、ケース本体11の内部を直線的に走行してもよいし、蛇行あるいは屈曲して走行していてもよい。各金属線171は、相互に平行に配置されてもよい。   FIG. 3 is a longitudinal sectional view of the configuration in which the lid 12, the coupling ring 18 and the storage element 13 are removed. As shown in FIGS. 2 and 3, each metal wire 171 extends from the lid 12 toward the bottom surface 111 and is formed inside the case body 11. Each metal wire 171 is connected to the coupling ring 18 of the lid 12 at the upper end, and is connected to the exposed portion 173 via the connection portion 174 at the lower end. Each metal wire 171 may travel linearly inside the case body 11, or may travel while meandering or bending. Each metal wire 171 may be arranged in parallel to each other.

図4は、リッド12及び蓄電素子13を取り除いた構成の平面図である。各金属線171は、同図に示すように例えば円柱状に形成されるが、楕円柱状、角丸柱状等に形成されてもよい。複数の金属線171は、液室11aを取り囲むように配置され、例えば、均等に離間して配置されていてもよい。また、例えば、複数の金属線171のうちの4つの金属線171が、ケース本体11の角部に配置されてもよい。金属線171の本数は特に限定されない。   FIG. 4 is a plan view of the configuration in which the lid 12 and the storage element 13 are removed. Each metal wire 171 is formed in a cylindrical shape, for example, as shown in the figure, but may be formed in an elliptical column shape, a rounded column shape, or the like. The plurality of metal wires 171 are arranged so as to surround the liquid chamber 11a, and may be arranged equally spaced apart, for example. Further, for example, four metal wires 171 among the plurality of metal wires 171 may be arranged at corners of the case body 11. The number of the metal wires 171 is not particularly limited.

複数の金属線171は、ケース本体11と同時に製造されることができる。すなわち、ケース本体11の一部を構成するセラミックスシートの所定位置に孔を形成し、そこに金属材料を埋め込む。このような複数のセラミックスシートを積層し、焼成することで、ケース本体11内に複数の金属線171が形成される。複数の金属線171の材料は特に限定されないが、HTCCプロセスを用いる場合にはタングステン、LTCCプロセスを用いる場合には銀等を用いることができる。   The plurality of metal wires 171 can be manufactured simultaneously with the case body 11. That is, a hole is formed at a predetermined position of a ceramic sheet constituting a part of the case body 11, and a metal material is embedded therein. By laminating and firing such a plurality of ceramic sheets, a plurality of metal wires 171 are formed in the case body 11. The material of the plurality of metal wires 171 is not particularly limited, but tungsten can be used when the HTCC process is used, and silver can be used when the LTCC process is used.

図5は、接続部174の形状を示す横断面図である。接続部174は、複数の金属線171と、露出部173とを接続する。接続部174は、同図に示すように環状に構成されてもよいが、これに限定されず、任意の形状を採り得る。   FIG. 5 is a cross-sectional view showing the shape of the connecting portion 174. The connection part 174 connects the plurality of metal wires 171 and the exposed part 173. Although the connection part 174 may be comprised cyclically | annularly as shown in the figure, it is not limited to this, Arbitrary shapes can be taken.

露出部173は、周面112に形成され、複数の金属線171(接続部174)と負極端子16とに接続される。露出部173は、例えば接続部174から底面111に向かって延びる帯状に形成される。   The exposed portion 173 is formed on the peripheral surface 112 and is connected to the plurality of metal wires 171 (connecting portions 174) and the negative electrode terminal 16. For example, the exposed portion 173 is formed in a strip shape extending from the connecting portion 174 toward the bottom surface 111.

[放熱部について]
図6は、放熱部17の作用効果を説明する模式的な要部断面図である。なお、同図中の矢印は、熱の伝達方向を示す。蓄電素子13は、充放電の際、正極(第1の電極部131)及び負極(第2の電極部132)で発熱する。特に、比較的高電圧で充放電を行った場合には、電解液Lが高温となって劣化が早まり、製品寿命が短くなるおそれがあった。また、電解液Lが熱せられることで液室11a内の圧力が高まり、リッド12及び結合リング18の接合部位からの液漏れやケース本体11の損壊等の不具合が生じる可能性もあった。
[About heat dissipation part]
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of the main part for explaining the operational effects of the heat radiating part 17. In addition, the arrow in the figure shows the heat transfer direction. The storage element 13 generates heat at the positive electrode (first electrode portion 131) and the negative electrode (second electrode portion 132) during charging and discharging. In particular, when charging / discharging is performed at a relatively high voltage, the electrolyte L has a high temperature, and deterioration is accelerated, which may shorten the product life. Moreover, the pressure in the liquid chamber 11a is increased by heating the electrolytic solution L, and there is a possibility that problems such as liquid leakage from the joint portion of the lid 12 and the coupling ring 18 and damage to the case body 11 may occur.

そこで、本実施形態によれば、放熱部17により、充放電に伴い発生した熱を効率よく放熱することが可能となる。具体的には、図6に示すように、負極周辺で生じた熱は、金属線171から結合リング18を介してリッド12に伝達され、金属製のリッド12によって冷却される。一方、正極周辺で生じた熱は、金属線171から接続部174を介して露出部173に伝達され、露出部173によって冷却される。このように、露出部173を有することで、負極のみならず、正極周辺において発生した熱も効率よく放熱することが可能となる。したがって、電解液Lの劣化を抑制し、電気化学デバイス1の長寿命化を実現することが可能となるとともに、液漏れ等の不具合を抑制することができる。   Thus, according to the present embodiment, the heat radiating unit 17 can efficiently radiate the heat generated due to charging / discharging. Specifically, as shown in FIG. 6, the heat generated around the negative electrode is transferred from the metal wire 171 to the lid 12 through the coupling ring 18 and cooled by the metal lid 12. On the other hand, heat generated around the positive electrode is transmitted from the metal wire 171 to the exposed portion 173 via the connecting portion 174 and is cooled by the exposed portion 173. Thus, by having the exposed part 173, it becomes possible to efficiently dissipate not only the negative electrode but also the heat generated around the positive electrode. Therefore, deterioration of the electrolytic solution L can be suppressed, and the lifetime of the electrochemical device 1 can be increased, and problems such as liquid leakage can be suppressed.

さらに、放熱部17が露出部173を有することから、金属線171がケース本体11内を貫通しない構成とすることができる。仮に金属線がケース本体11内を貫通したとすると、焼成時の熱膨張等によって金属線が底面111から突出するおそれが生じ、正極端子14及び負極端子16と外部の実装基板等との接続が不良になる可能性がある。したがって、放熱部17を上記構成とすることにより、外部との接続を良好に行うことが可能となる。   Furthermore, since the heat radiating part 17 has the exposed part 173, the metal wire 171 can be configured not to penetrate the case body 11. If the metal wire penetrates the inside of the case body 11, the metal wire may protrude from the bottom surface 111 due to thermal expansion during firing, and the positive electrode terminal 14 and the negative electrode terminal 16 are connected to an external mounting substrate or the like. It may become defective. Therefore, it becomes possible to perform the connection with the exterior satisfactorily by configuring the heat dissipating part 17 as described above.

さらに、放熱部17は、複数の金属線171を有する。これにより、正極及び負極で発生した熱を効率よくリッド12及び露出部173へ伝達し、冷却効率を高めることができる。   Furthermore, the heat radiating part 17 has a plurality of metal wires 171. Thereby, the heat generated in the positive electrode and the negative electrode can be efficiently transmitted to the lid 12 and the exposed portion 173, and the cooling efficiency can be improved.

また、複数の金属線171を均等に離間して配置することで、ケース本体11(結合リング18)とリッド12とを溶接する際にも、発生した熱を効率的に、かつ均一に冷却することが可能となる。これにより、不均一な温度分布による局所的なリッド12の歪みを防止することができる。   Further, by arranging the plurality of metal wires 171 evenly spaced apart, the generated heat can be efficiently and uniformly cooled even when the case body 11 (the coupling ring 18) and the lid 12 are welded. It becomes possible. Thereby, local distortion of the lid 12 due to non-uniform temperature distribution can be prevented.

加えて、ケース本体11内に複数の金属線171を有することで、ケース本体11の強度を高めることができる。したがって、ケース本体11の歪みや損壊等を防止することができる。さらに、仮に1つの金属線171が破断した場合にも、蓄電素子13の負極と負極端子16とを電気的に接続することが可能となり、接続不良の可能性を低減することが可能となる。   In addition, the strength of the case body 11 can be increased by having the plurality of metal wires 171 in the case body 11. Accordingly, it is possible to prevent the case body 11 from being distorted or damaged. Furthermore, even if one metal wire 171 breaks, the negative electrode of the electricity storage element 13 and the negative electrode terminal 16 can be electrically connected, and the possibility of connection failure can be reduced.

<第2の実施形態>
図7は、本発明の第2の実施形態に係る電気化学デバイス2の断面図である。同図に示すように、電気化学デバイス2は、電気化学デバイス1と同様の構成の蓄電素子13、正極端子(第1の端子)14、正極配線15、及び負極端子(第2の端子)16に加えて、ケース20及び放熱部27を備える。ケース20は、ケース本体21、リッド12及び結合リング18を有する。なお、以下の説明において、第1の実施形態と同様の構成については同一の符号を用いて、その説明を省略する。
<Second Embodiment>
FIG. 7 is a cross-sectional view of the electrochemical device 2 according to the second embodiment of the present invention. As shown in the figure, the electrochemical device 2 includes a power storage element 13, a positive electrode terminal (first terminal) 14, a positive electrode wiring 15, and a negative electrode terminal (second terminal) 16 having the same configuration as the electrochemical device 1. In addition, a case 20 and a heat dissipation part 27 are provided. The case 20 includes a case main body 21, a lid 12, and a coupling ring 18. In the following description, the same reference numerals are used for the same configurations as those in the first embodiment, and the description thereof is omitted.

図8は、リッド12、結合リング18及び蓄電素子13を取り除いた構成の縦断面図である。ケース本体21は、ケース本体11と同様の概略構成を有する。すなわちケース本体21は、絶縁性であって、底面211と、底面211に連接して形成される周面212と、第1の内面213とを有する。第1の内面213は、液室21aを構成する凹部の底面として構成され得る。   FIG. 8 is a vertical cross-sectional view of a configuration in which the lid 12, the coupling ring 18, and the power storage element 13 are removed. The case body 21 has the same schematic configuration as the case body 11. That is, the case body 21 is insulative and has a bottom surface 211, a peripheral surface 212 formed to be connected to the bottom surface 211, and a first inner surface 213. The first inner surface 213 can be configured as a bottom surface of a recess that constitutes the liquid chamber 21a.

放熱部27は、蓄電素子13の第2の電極部132に接続されたリッド12と負極端子16とを電気的に接続する。放熱部27は、複数の第1の金属線271と、複数の第2の金属線272と、露出部273と、接続部274とを有する。   The heat radiating portion 27 electrically connects the lid 12 connected to the second electrode portion 132 of the power storage element 13 and the negative electrode terminal 16. The heat radiating portion 27 includes a plurality of first metal wires 271, a plurality of second metal wires 272, an exposed portion 273, and a connecting portion 274.

各第1の金属線271は、金属線171と同様に、リッド12から底面211に向かって延びケース本体21の内部に形成される。各第1の金属線271は、上端において結合リング18を介してリッド12に接続され、下端において接続部274を介して露出部273に接続される。第1の金属線271の数は特に限定されない。   Each first metal wire 271 extends from the lid 12 toward the bottom surface 211 and is formed inside the case main body 21, similarly to the metal wire 171. Each first metal wire 271 is connected to the lid 12 via the coupling ring 18 at the upper end and is connected to the exposed portion 273 via the connection portion 274 at the lower end. The number of the first metal wires 271 is not particularly limited.

各第2の金属線272は、結合リング18を介してリッド12に接続され、リッド12から底面211に向かって延び、ケース本体21の内部に形成される。第2の金属線272は、後述するように、露出部273とは非導通である。第2の金属線272の数は特に限定されず、例えば1つの第2の金属線272のみを有する構成であってもよい。   Each second metal wire 272 is connected to the lid 12 via the coupling ring 18, extends from the lid 12 toward the bottom surface 211, and is formed inside the case body 21. As will be described later, second metal line 272 is non-conductive with exposed portion 273. The number of the second metal lines 272 is not particularly limited, and for example, a configuration having only one second metal line 272 may be used.

第1の金属線271及び第2の金属線272の配置は特に限定されない。例えば、液室21aの周囲に交互に配置されていてもよいし、ケース本体21の角部に4つの第1の金属線271が配置され、隣り合う第1の金属線271の間に1又は複数の第2の金属線272が配置されていてもよい。   The arrangement of the first metal line 271 and the second metal line 272 is not particularly limited. For example, it may be alternately arranged around the liquid chamber 21 a, or four first metal wires 271 are arranged at the corners of the case body 21, and 1 or between the adjacent first metal wires 271. A plurality of second metal wires 272 may be arranged.

接続部274は、複数の金属線271と、露出部273とを接続する。露出部273は、露出部173と同様に、周面212に形成され、複数の第1の金属線271(接続部274)各々と負極端子16とに接続される。さらに露出部273は、第2の金属線272とは非導通に構成される。   The connection part 274 connects the plurality of metal wires 271 and the exposed part 273. The exposed portion 273 is formed on the peripheral surface 212 in the same manner as the exposed portion 173, and is connected to each of the plurality of first metal wires 271 (connecting portions 274) and the negative electrode terminal 16. Further, the exposed portion 273 is configured to be non-conductive with the second metal wire 272.

本実施形態によれば、放熱部27が複数の第1の金属線271に加え、複数の第2の金属線272を有する。このような第2の金属線272によっても、熱をリッド12へ伝達することが可能となる。このように、配線としてではなく、熱伝達のみに用いる複数の第2の金属線272を有する構成としても、効率よく冷却することができる。   According to the present embodiment, the heat dissipating unit 27 includes a plurality of second metal wires 272 in addition to the plurality of first metal wires 271. Such a second metal wire 272 can also transfer heat to the lid 12. As described above, it is possible to efficiently cool the structure having the plurality of second metal wires 272 used only for heat transfer, not as wiring.

<第3の実施形態>
図9は、本発明の第3の実施形態に係る電気化学デバイス3の断面図である。同図に示すように、電気化学デバイス3は、電気化学デバイス1と同様の構成の蓄電素子13、正極端子(第1の端子)14、正極配線15、及び負極端子(第2の端子)16に加えて、ケース30及び放熱部37を備える。ケース30は、ケース本体31、リッド12及び結合リング18を有する。なお、以下の説明において、第1の実施形態と同様の構成については同一の符号を用いて、その説明を省略する。
<Third Embodiment>
FIG. 9 is a cross-sectional view of the electrochemical device 3 according to the third embodiment of the present invention. As shown in the figure, the electrochemical device 3 includes a power storage element 13, a positive electrode terminal (first terminal) 14, a positive electrode wiring 15, and a negative electrode terminal (second terminal) 16 having the same configuration as the electrochemical device 1. In addition, a case 30 and a heat radiating part 37 are provided. The case 30 includes a case main body 31, a lid 12, and a coupling ring 18. In the following description, the same reference numerals are used for the same configurations as those in the first embodiment, and the description thereof is omitted.

ケース本体31は、ケース本体11と同様の概略構成を有する。すなわちケース本体31は、絶縁性であって、底面311と、底面311に連接して形成される周面312と、第1の内面313とを有する。第1の内面313は、液室31aを構成する凹部の底面として構成され得る。   The case body 31 has the same schematic configuration as the case body 11. That is, the case main body 31 is insulative and has a bottom surface 311, a peripheral surface 312 that is connected to the bottom surface 311, and a first inner surface 313. The first inner surface 313 can be configured as a bottom surface of a recess that constitutes the liquid chamber 31a.

放熱部37は、蓄電素子13の第2の電極部132に接続されたリッド12と負極端子16とを電気的に接続する。放熱部37は、金属線371と、露出部373と、接続部374とを有する。   The heat dissipating part 37 electrically connects the lid 12 connected to the second electrode part 132 of the power storage element 13 and the negative electrode terminal 16. The heat dissipation part 37 includes a metal wire 371, an exposed part 373, and a connection part 374.

金属線371は、金属線171と同様に、リッド12から底面311に向かって延び、ケース本体31の内部に形成される。本実施形態において、放熱部37は、1つの金属線371を有する。   Similarly to the metal wire 171, the metal wire 371 extends from the lid 12 toward the bottom surface 311 and is formed inside the case body 31. In the present embodiment, the heat radiating portion 37 has one metal wire 371.

接続部374は、金属線371と、露出部373とを接続する。露出部373は、露出部173と同様に、周面312に形成され、金属線371(接続部374)と負極端子16とに接続される。   The connection part 374 connects the metal wire 371 and the exposed part 373. The exposed portion 373 is formed on the peripheral surface 312, similarly to the exposed portion 173, and is connected to the metal wire 371 (connecting portion 374) and the negative electrode terminal 16.

本実施形態によれば、金属線371がリッド12と露出部373とに接続されており、放熱性を高めることができる。さらに、製造時のセラミックスシートの形成を容易にすることができる。   According to the present embodiment, the metal wire 371 is connected to the lid 12 and the exposed portion 373, and heat dissipation can be improved. Furthermore, the formation of the ceramic sheet at the time of manufacture can be facilitated.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態にのみ限定され
るものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿
論である。
The embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.

接続部の横断面形状は特に限定されない。また、露出部の形状も、特に限定されず、周面を取り囲むように構成されていてもよい。   The cross-sectional shape of the connecting portion is not particularly limited. Further, the shape of the exposed portion is not particularly limited, and may be configured to surround the peripheral surface.

リッドは、結合リングを介してケース本体に接合されると説明したが、結合リングを有さない構成としてもよい。この場合、放熱部の第1の金属線及び第2の金属線は、リッドに直接接続され得る。   Although it has been described that the lid is joined to the case body via the coupling ring, the lid may be configured without the coupling ring. In this case, the 1st metal wire and 2nd metal wire of a thermal radiation part can be directly connected to a lid.

1,2,3…電気化学デバイス
10,20,30…ケース
11,21,31…ケース本体
11a,21a,31a…液室
111,211,311…底面
112,212,312…周面
113,213,313…第1の内面
12…リッド
121…第2の内面
13…蓄電素子
131…第1の電極部
132…第2の電極部
14…正極端子(第1の端子)
16…負極端子(第2の端子)
17,27,37…放熱部
171,271,371…第1の金属線
272…第2の金属線
173,273,373…露出部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 2, 3 ... Electrochemical device 10, 20, 30 ... Case 11, 21, 31 ... Case main body 11a, 21a, 31a ... Liquid chamber 111, 211, 311 ... Bottom 112, 212, 312 ... Peripheral surface 113, 213 , 313 ... First inner surface 12 ... Lid 121 ... Second inner surface 13 ... Power storage element 131 ... First electrode portion 132 ... Second electrode portion 14 ... Positive electrode terminal (first terminal)
16: Negative terminal (second terminal)
17, 27, 37... Heat radiating portion 171, 271, 371... First metal wire 272.

Claims (3)

底面と、前記底面に連接して形成される周面と、第1の内面とを含むケース本体と、前記ケース本体に接合され前記第1の内面と対向する第2の内面を含み前記ケース本体との間に液室を形成する金属製のリッドとを有するケースと、
電解液と、前記第1の内面に配置された第1の電極部と、前記第2の内面に接続された第2の電極部とを有し、前記液室に収容された蓄電素子と、
前記底面に形成され前記第1の電極部と接続された第1の端子と、
前記底面に形成された第2の端子と、
前記リッドから前記底面に向かって延び前記ケース本体の内部に形成された第1の金属線と、前記第1の金属線と前記第2の端子とに接続され前記周面に形成された露出部とを有する放熱部と
を具備する電気化学デバイス。
A case main body including a bottom surface, a peripheral surface connected to the bottom surface, and a first inner surface; and a second inner surface bonded to the case main body and facing the first inner surface. A case having a metal lid that forms a liquid chamber with
An electricity storage device having an electrolytic solution, a first electrode portion disposed on the first inner surface, and a second electrode portion connected to the second inner surface, and housed in the liquid chamber;
A first terminal formed on the bottom surface and connected to the first electrode portion;
A second terminal formed on the bottom surface;
An exposed portion formed on the peripheral surface that extends from the lid toward the bottom surface and is connected to the first metal wire formed inside the case body, the first metal wire, and the second terminal. An electrochemical device comprising: a heat dissipating part.
請求項1に記載の電気化学デバイスであって、
前記放熱部は、前記リッドから前記底面に向かって延び前記ケース本体の内部にそれぞれ形成された複数の第1の金属線を有し、
前記露出部は、前記複数の第1の金属線各々と接続される
電気化学デバイス。
The electrochemical device according to claim 1,
The heat dissipating part has a plurality of first metal wires extending from the lid toward the bottom surface and formed respectively inside the case body,
The exposed portion is an electrochemical device connected to each of the plurality of first metal wires.
請求項1又は2に記載の電気化学デバイスであって、
前記放熱部は、
前記リッドに接続され、前記リッドから前記底面に向かって延び、前記ケース本体の内部に形成された第2の金属線をさらに有し、
前記露出部は、前記第2の金属線と非導通に構成される
電気化学デバイス。
The electrochemical device according to claim 1 or 2,
The heat dissipation part is
A second metal wire connected to the lid, extending from the lid toward the bottom surface, and formed inside the case body;
The exposed portion is an electrochemical device configured to be non-conductive with the second metal wire.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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