JP2015185242A - 非水電解質二次電池 - Google Patents
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Abstract
【課題】薄型化を図るとともに、外部機器を容易に接続することができる非水電解質二次電池を提供する。【解決手段】非水電解質二次電池1Aは、正極電極および負極電極を含む電極捲回体5と、正極の極性を有し、電極捲回体5の厚さ方向において電極捲回体5を挟んで対向して配置され、互いに接合されて電極捲回体5を収容する第1部材21および第2部材22を含む外装缶2と、電極捲回体5における外装缶2の極性と反対の極性の電極と導通し、平板状の形状を有する外部接続部4aを含む外部接続端子としての負極端子4と、を備える。第1部材211は、厚みt1を有する本体部212と、本体部212の一方端に接して配置され、本体部212の外表面よりも第2部材22側に位置する外表面を有し、厚みt1よりも薄い厚みt2を有する段差部213と、を含む。外部接続部4aは、段差部213の外表面に配置される。【選択図】図2
Description
本発明は、非水電解質二次電池に関する。
従来、非水電解質二次電池に関するものとしては、例えば、特許文献1〜4に開示されたものが存在している。
特許第4191433号公報(特許文献1)には、半殻体の電池ケース内に極板群を収容し、電池ケースの開放部を蓋板で封止した電池が開示されている。この電池は、電池ケースの凹部の端部に深さを減少させた段差部が形成され、段差部に設けた端子孔に電池ケース内側からリベットの軸部を挿通し、リベットを段差部に固定して正極外部端子としている。
特許第4900751号公報(特許文献2)には、凹部を有する缶本体と、缶本体の凹部の開口端を密封する金属板とからなる電池缶を備えた電池が開示されている。この缶本体の周面部分となる上壁部に、負極端子および正極端子が設けられている。
特許第4254998号公報(特許文献3)には、厚み方向の両端面が開口された四角枠状の金属フレームと、この金属フレームの両方の開口を塞ぐ上側の金属蓋および下側の金属蓋とからなる電池缶を備えた電池が開示されている。この上側の金属蓋の上面前端には、携帯電話機などへの電源供給用の端子が設けられている。
特許第4148458号公報(特許文献4)には、凹部を有する缶本体と、この缶本体の凹部の開口端を密封する金属板とからなる電池缶を備えた電池が開示されている。この缶本体のフランジ部分には、2つの矩形の打ち抜き孔からなる取り出し口が設けられており、この取り出し口から電池缶の外側に出された正極および負極の各リード体を外部接続端子としている。
特許文献1の非水電解質二次電池において、軸部先端のかしめ部を他の外部機器に接続する外部端子とするためには、ある程度の長さを有するリベットの軸部先端を一旦外部に露出させた後にかしめ部を形成しなければならない。また、この軸部先端のかしめ部は、段差部の平面部分から鉛直方向に突き出た軸部を加圧変形させたものであることから、外部機器を接続する接触面積も自ずと小さくなってしまう。このため、かしめ部に外部機器を接続しにくいという問題がある。
一方、特許文献2の電池では、缶本体の周面部分となる上壁部に負極端子および正極端子が設けられていることから、缶本体において、負極端子および正極端子を配置するための幅寸法を確保しなければならず、結果的に電池缶の薄型化が困難となる。
また、特許文献3の電池では、電池缶を構成する上側の金属蓋の上面前端に電源供給用端子が設けられているが、電池内部に配置された端子部分が上側の金属蓋の通孔から現れる構成となっている。このため、自ずと電源供給用端子における外表面の接触面積が小さくなってしまい、電源供給用端子の外表面に外部機器を接続しにくい。
さらに、特許文献4の電池は、缶本体の取り出し口から電極体に接続されている各リード体をそのまま外部に出したものであるため、このリード体に外部機器を接続しにくい。
本発明の目的は、薄型化を図るとともに、外部機器を容易に接続することができる非水電解質二次電池を提供することにある。
本発明の一実施形態による非水電解質二次電池は、正極電極および負極電極を含む電極体と、正極および負極のいずれか一方の極性を有し、電極体の厚さ方向において電極体を挟んで対向して配置され、互いに接合されて電極体を収容する第1部材および第2部材を含む外装缶と、電極体における外装缶の極性と反対の極性の電極と導通し、平板状の形状を有する外部接続部を含む外部接続端子と、を備える。第1部材は、第1の厚みを有する第1の本体部と、第1の本体部の一方端に接して配置され、第1の本体部の外表面よりも第2部材側に位置する外表面を有し、第1の厚みよりも薄い第2の厚みとなる部分を少なくとも含む第2の本体部と、を含む。外部接続部は、第2の本体部の外表面に配置される。
この実施の形態によれば、第1部材および第2部材は、電極体の厚さ方向において電極体を挟んで対向して配置されるため、第1部材または第2部材の開口を広くすることができる。その結果、外装缶の厚さを薄くしても、電極体を第1部材または第2部材の開口から収容でき、電池をより薄型化することができる。また、外部接続部は、第2の本体部の外表面に配置され、平板状の形状を有するため、外部接続端子に外部機器を容易に接続することができる。
本発明の一実施形態による非水電解質二次電池において、第2の本体部は、第1の本体部の外表面よりも窪んだ外表面を有する段差部を含み、外部接続部は、段差部の外表面に配置されることが好ましい。
この実施の形態によれば、外部接続部は平板形状を有し、段差部の外表面に配置されるので、外部接続部に外部機器を容易に接続することができる。さらに、第1の本体部の外表面よりも窪んだ外表面を有する段差部の外表面に外部接続部が配置されるため、外部接続部を配置した部分の厚みを薄くすることができる。
本発明の一実施形態による非水電解質二次電池において、第2の本体部は、第1の本体部と反対側に向かって厚みが第1の厚みから傾斜状に薄くなっている傾斜部を含み、外部接続部は、傾斜部の外表面に配置されることが好ましい。
この実施の形態によれば、外部接続部は平板形状を有し、傾斜部の外表面に配置されるので、外部接続部に外部機器を容易に接続することができる。さらに、外部機器の端子部分が傾斜状に形成されているような場合であっても、より適切に外部接続部を外部機器に接続できる。
本発明の一実施形態による非水電解質二次電池において、外部接続部は、外部接続部の外表面が第1の本体部の外表面と同一面内に位置するように配置されることが好ましい。
この実施の形態によれば、非水電解質二次電池全体を一定の厚みにできる。
本発明の一実施形態による非水電解質二次電池において、外部接続部は、外部接続部の外表面が第1の本体部の外表面と第2の本体部の外表面との間に位置するように配置されることが好ましい。
この実施の形態によれば、第1の本体部の厚みよりも、外部接続部を配置した部分の厚みを薄くすることができる。
本発明の一実施形態による非水電解質二次電池において、第2の本体部は、その外表面よりも窪んだ凹部を備え、外部接続部は凹部に嵌合されることが好ましい。
この実施の形態によれば、外部接続部を第2の本体部に正確に配置することができる。
本発明の一実施形態による非水電解質二次電池において、第2の本体部に配置され、外部接続部の周縁を覆う絶縁体を有することが好ましい。
この実施の形態によれば、外部接続端子と外装缶とを電気的に絶縁できる。
本発明の一実施形態による非水電解質二次電池は、第2部材の内面に配置される絶縁体を有することが好ましい。
この実施の形態によれば、電池内部における電極体の正極電極または負極電極と外装缶との短絡を未然に防止できる。
本発明の一実施形態による非水電解質二次電池において、第1部材は、第2部材側に開口した箱状の形状であることが好ましい。
この実施の形態によれば、第1部材の開口から電極体を収容できる。
本発明の一実施形態による非水電解質二次電池において、第2部材は、第1部材側に開口した箱状の形状であることが好ましい。
この実施の形態によれば、第2部材の開口から電極体を収容できる。
本発明の一実施形態による非水電解質二次電池において、第1部材は、第2部材側に開口した箱状の形状であり、第2部材は、第1部材側に開口した箱状の形状であることが好ましい。
この実施の形態によれば、第1部材の開口または第2部材の開口から電極体を収容できる。
本発明によれば、薄型化を図るとともに、外部機器を容易に接続することができる非水電解質二次電池を提供できる。
[第1の実施形態]
以下、図面を参照し、本発明の第1の実施形態を詳しく説明する。図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。なお、説明を分かりやすくするために、以下で参照する図面においては、構成が簡略化または模式化して示されたり、一部の構成部材が省略されたりしている。また、各図に示された構成部材間の寸法比は、必ずしも実際の寸法比を示すものではない。
以下、図面を参照し、本発明の第1の実施形態を詳しく説明する。図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。なお、説明を分かりやすくするために、以下で参照する図面においては、構成が簡略化または模式化して示されたり、一部の構成部材が省略されたりしている。また、各図に示された構成部材間の寸法比は、必ずしも実際の寸法比を示すものではない。
図1〜図3を参照して、第1の実施形態による非水電解質二次電池1Aの全体構成を説明する。非水電解質二次電池1Aは、外装缶2と、正極端子3と、負極端子4と、ガスケット41と、蓋絶縁板42と、押え板43と、絶縁シール44と、電極捲回体5と、絶縁シール6とを備える。
ここで説明の便宜のため、外装缶2の外形に沿って、図1に示すようにx方向、y方向、z方向を定める。以下では、x方向を幅方向、y方向を厚さ方向、z方向を高さ方向と呼ぶ場合がある。また、ある部品の厚さ方向の寸法を、その部品の「厚さ」と呼ぶ場合がある。非水電解質二次電池1Aは、厚さ方向の寸法が幅方向や高さ方向の寸法よりも小さい、扁平形状の電池である。
外装缶2は、正極および負極のいずれか一方の極性を有する。第1の実施形態において、外装缶2は、正極の極性を有する。
また、外装缶2は、図1および図2に示すように、内部に電極捲回体5を収容している。外装缶2は、厚さ方向の一方に開口した箱状の第1部材21と、平板状の第2部材22とから構成されている。第1部材11と第2部材22とは、電極捲回体5の厚さ方向において、電極捲回体5を挟んで対向して配置される。第1部材21および第2部材22は、例えば、アルミニウムまたはアルミニウム合金により形成される。
第1部材21は、図1および図2に示すように、平面視略矩形状の平板形状となる外表面を有する。第1部材21は、図3に示すように、第2部材22側に開口した箱状の形状である。また、第1部材21は、図2および図3に示すように、厚み方向の一方側に位置する開口部211を有し、本体部212と、段差部213と、を備える。
開口部211は、図3に示すように、第1部材21の外表面の反対側において、全面的に開放された部分として形成されている。より具体的には、開口部211は、第1部材21の外表面の外周からy方向に延設された周壁部分によって囲われた部分である。この開口部211から、電極捲回体5などが第1部材21の内部に収納され、第2部材22により開口部211が封止される。
本体部212は、厚みt1を有する。段差部213は、z方向における本体部212の一方端に接して配置される。段差部213は、図2に示すように、x方向の全体において、本体部212の外表面よりも第2部材22側に窪んだ外表面を有する。
段差部213は、本体部212の厚さt1よりも薄い厚さt2を有する。ここで、厚さt1と厚さt2との差分、すなわち、本体部212の外表面と段差部213の外表面との距離は、0.5〜1.0mmの範囲であることが好ましい。
図2に示すように、段差部213は、注液孔213aと、凹部213bと、孔213cとを含んでいる。注液孔213aは、外装缶2の内部に通じる円形の形状を有する。注液孔213aは、外装缶2の内部に電解液を注入する際に使用される。凹部213bは、段差部213の外表面よりもさらにy方向に窪んでいる。凹部213bの底部は、略矩形状の形状をなす平面となっている。孔213cは、凹部213bの底部に形成され、外装缶2の内部に通じる円形の形状を有する。
正極端子3および負極端子4は、図1および図2に示すように、外部接続端子として機能するものであり、第1部材21の段差部213に配置される。第1の実施形態では、図1および図2に示すように、段差部213の左側部分に正極端子3が配置され、段差部213の右側部分に負極端子4が配置される。
正極端子3および負極端子4は、図2に示すように、第1部材21の外側から段差部213に配置される。正極端子3は、外装缶2と電気的に接続されて段差部213に配置される。また、負極端子4は、図2に示すように、ガスケット41と、蓋絶縁板42と、押え板43と、絶縁シール44とともに、段差部213に配置され、外装缶2と電気的に絶縁される。なお、正極端子3、負極端子4、ガスケット41、蓋絶縁板42、押え板43、および絶縁シール44の詳細については後述する。
電極捲回体5は、帯状の正極電極と、帯状の負極電極とを、セパレータを間に挟んで捲回し、厚さ方向に圧縮して扁平形状にしたものである。図2に示すように、電極捲回体5は、正極電極に接続されるリードタブ5aと、負極電極に接続されるリードタブ5bとを備えている。電極捲回体5は、図2および図3に示すように、第1部材21の内部に収納される。
正極電極、負極電極、セパレータ、および電解液は特に限定されないが、例示すれば次のようなものである。
正極電極は、帯状の正極集電体の片面または両面に正極合剤層が形成されたものである。正極集電体は、例えば、アルミニウムまたはチタン等の箔、平織金網、エキスパンドメタル、ラス網、またはパンチングメタル等によって形成される。
正極合剤層は、正極活物質と、導電助剤と、バインダとを混合して形成される。正極活物質として、マンガン酸リチウム、リチウムニッケル複合酸化物、リチウムコバルト複合酸化物、リチウムニッケルコバルト複合酸化物、酸化バナジウム、または酸化モリブデン等を用いることができる。導電助剤として、黒鉛、カーボンブラック、またはアセチレンブラック等を用いることができる。バインダとして、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、およびポリフッ化ビニリデン(PVDF)等を、単独または混合して用いることができる。
負極電極は、帯状の負極集電体の片面または両面に負極合剤層が形成されたものである。負極集電体は、例えば、銅、ニッケル、またはステンレス等の箔、平織金網、エキスパンドメタル、ラス網、またはパンチングメタル等によって形成される。
負極合剤層は、負極活物質とバインダとを混合して形成される。負極活物質としては、天然黒鉛、メソフェーズカーボン、または非晶質カーボン等が用いられる。バインダとしては、カルボキシメチルセルロース(CMC)およびヒドロキシプロピルセルロース(HPC)等のセルロース、スチレンブタジエンゴム(SBR)、アクリルゴム等のゴムバインダ、PTFE、ならびにPVDF等を、単独または混合したものが用いられる。
セパレータは、例えばポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、またはポリフェニルサルフィド(PPS)等の、多孔性フィルムまたは不織布によって形成される。
電解液は、有機溶媒にリチウム塩を溶解させた溶液である。有機溶媒としては、ビニレンカーボネート(VC)、プロピレンカーボネート(PC)、エチレンカーボネート(EC)、ブチレンカーボネート(BC)、ジメチルカーボネート(DMC)、ジエチルカーボネート(DEC)、メチルエチルカーボネート(MEC)、またはγ‐ブチロラクトン等を、単独でまたは2種類以上を混合したものが用いられる。リチウム塩としては、LiPF6、LiBF4、またはLiN(CF3SO2)2等が用いられる。
絶縁シール6は、図2に示すように、リードタブ5aおよび5bに対向する位置となる第2部材22の内面に張り付けられている。このような構成によって、リードタブ5aおよび/又は5bが経年劣化や外部からの衝撃によって剥がれたとしても、リードタブ5aおよび/又は5bは、第2部材22の内面に配置された絶縁シール6に接触するにとどまり、第2部材22に直接触れるおそれがない。このため、電極捲回体5の正極電極または負極電極と外装缶2との短絡を未然に防止できる。
リードタブ5aは、図3に示すように、段差部213の内面に接続されている。このため、外装缶2は電極捲回体5の正極電極と導通する。また、正極端子3は、外装缶2と電気的に接続された状態で段差部213の外表面に配置される。このため、正極端子3は、外装缶2を介して、電極捲回体5の正極電極と導通する。
また、リードタブ5bは、図3に示すように、第1部材21の内側に配置されている押え板43に接続されている。押え板43は、アルミニウムまたはアルミニウム合金によって形成され、第1部材21の内側で負極端子4と接続している。すなわち、押え板43は、負極電極の導体として機能する。このため、負極端子4は、電極捲回体5の負極電極と導通する。このように、負極端子4は、電極捲回体5における外装缶2の極性と反対の極性の電極と導通する外部接続端子として機能する。
次に、正極端子3の構成について詳述する。
正極端子3は、図4に示すように、平板状の形状を有する平板部3aと、外部接続部3bと、ボス部3cとを備える。外部接続部3bは、平板形状を有し、平板部3aの一方の面に形成される。ボス部3cは、円柱状の形状を有し、平板部3aの外部接続部3bが形成される面と反対の面に形成される。ボス部3cは、平板部3aの面内方向において、平板部3aの一方側に偏った位置に形成される。
平板部3aおよびボス部3cは、例えば、アルミニウムまたはアルミニウム合金によって形成される。また、外部接続部3bは、例えば、ニッケル、またはニッケルメッキされた銅によって形成される。
正極端子3は、図5に示すように、ボス部3cが注液孔213aに圧入され、平板部3aが段差部213の外表面に接するように段差部213に配置される。その結果、外部接続部3bは、外部に露出する。
また、図5に示すように、注液孔213aは、正極端子3のボス部3cによって封止される。このため、正極端子3は、注液孔213aに対する封止栓としての機能を有する。
次に、負極端子4、ガスケット41、蓋絶縁板42、押え板43、および絶縁シール44の構成について詳述する。
負極端子4は、図6に示すように、外部接続部4aと、ボス部4bとを備える。外部接続部4aは、平板状の形状であって、略矩形状の平面領域となる外表面を有する。ボス部4bは、円柱状の形状を有し、外部接続部4aの一方の面の中心位置に配置される。外部接続部4aおよびボス部4bは、例えば、ニッケル、またはニッケルメッキされた銅によって形成される。
ガスケット41は、図7に示すように、平板状の形状を有する平板部41aと、周壁部41bと、切欠き部41cと、挿入孔41dと、ボス部41eとを備える。平板部41aの一方の面において、平板部41aの外周部分に周壁部41bが形成される。この周壁部41bの上下中央において、部分的に切り欠かれた切欠き部41cが形成される。また、平板部41aの他方の面において、略円筒状のボス部41eが形成される。さらに、このボス部41eの内部に円形の挿入孔41dが形成される。挿入孔41dは、平板部41aの一方の面における中心位置に通じている。ガスケット41は、例えば、電気絶縁性を有する樹脂によって形成される。
蓋絶縁板42は、図8に示すように、略矩形状の形状を有する底部42aと、底部42aの外周部分に形成される周壁部42bと、周壁部42bを部分的に切り欠いた切欠き部42cと、底部42aに形成された孔42dとを備える。蓋絶縁板42は、例えば、電気絶縁性を有する樹脂によって形成される。
押え板43は、図9に示すように、長板部43aと、短板部43bと、長板部43aと短板部43bとの間に形成され、円弧状の外周部分を含む外円部43cと、外円部43cに形成される穴部43dとを備える。押え板43は、例えば、アルミニウムまたはアルミニウム合金によって形成される。
絶縁シール44は、図10に示すように、周縁部44aと、周縁部44aの内側に形成されるくり抜き部44bとを備える。絶縁シール44は、例えば、電気絶縁性を有する樹脂によって形成される。
ここで、図11に示すように、ガスケット41は、段差部213と負極端子4との間に配置されている。より具体的には、ガスケット41のボス部41eが段差部213の孔213cに挿入された状態で、平板部41aおよび周壁部41bが凹部213bに嵌合している。
蓋絶縁板42は、段差部213の内側に配置されている。より具体的には、蓋絶縁板42の孔42dにガスケット41のボス部41eが挿通された状態で、蓋絶縁板42は、段差部213の内表面に接して配置されている。
このように、絶縁体としてのガスケット41および蓋絶縁板42は、第1部材21の段差部213と負極端子4との間に一体となって介在している。
押え板43は、段差部213の内側に取り付けられている。より具体的には、押え板43は、蓋絶縁板42の周壁部42b内の部分に接して周壁部42b内に配置される。また、長板部43aの面上に電極捲回体5のリードタブ5bが接続されている。更に、穴部43dには、負極端子4のボス部4bの先端部分が挿入されている。
負極端子4は、ガスケット41および押え板43に接して配置される。より具体的には、ボス部4bがガスケット41の挿入孔41dに挿入され、ガスケット41の周壁部41b内に外部接続部4aが嵌合されている。また、ボス部4bは、ガスケット41の挿入孔41dを介して、押え板43の穴部43dに挿入されている。さらに、ボス部4bの先端部分が押え板43の面上でかしめられている。その結果、負極端子4は、外装缶2(段差部213)と電気的に絶縁される。また、負極端子4は、押え板43およびリードタブ5bを介して、電極捲回体5の負極電極と導通する。
絶縁シール44は、ガスケット41の周壁部41bの外周に配置されている。また、負極端子4の外部接続部4aは、ガスケット41および絶縁シール44よりも外部に突出している。
[外装缶2の特徴点]
以下、外装缶2の特徴点を詳述する。
以下、外装缶2の特徴点を詳述する。
第1部材21および第2部材22は、電極捲回体5の厚さ方向において電極捲回体5を挟んで対向して配置される。第1部材21は、第2部材22側に開口した箱状の形状である。このため、薄型の電池において、第1部材21を高さ方向や幅方向に開口させる場合と比較して、開口を広くすることができる。その結果、外装缶2の厚さを薄くしても、電極捲回体5を第1部材21の開口から収容できる。そのため、電池をより薄型化することができる。
また、外装缶2は、図12に示すように、その内部に空間Aと空間Bとを有する。空間Aは、本体部212の内面と第2部材22の内面との間に形成される空間、すなわち、本体部212の内部に対応する空間である。空間Bは、段差部213の内面と第2部材22の内面との間に形成される空間、すなわち、段差部213の内部に対応する空間である。本体部212の厚み方向において、空間Bの寸法は、空間Aの寸法よりも小さいため、空間Bは、空間Aよりも狭く形成されている。
図12に示すように、空間Aは、電極捲回体5が収納される空間であり、電極捲回体5が収納される空間に適した広さとなっている。他方、図12に示すように、空間Bは電極捲回体5の厚さ方向において、電極捲回体5の厚さよりも小さい寸法を有する。このため、空間Bは、電極捲回体5を収納するための空間ではなく、正極端子3および負極端子4をそれぞれ正極電極および負極電極に電気的に接続するために必要となる部品類が収納される空間となっている。
このように、空間Bが電極捲回体5の厚さ寸法よりも狭い空間となっていることから、電極捲回体5は、空間Aに収納された状態が保たれ、空間B内に入り込まないようになっている。すなわち、外部からの衝撃が非水電解質二次電池1Aに加わったとしても、電極捲回体5は、空間Aから空間Bに移動するようなことがなく、段差部213における正極端子3および負極端子4の配置状態を保全して、非水電解質二次電池1Aの安全性を維持できる。
[正極端子3の特徴点]
以下、正極端子3の特徴点を詳述する。
以下、正極端子3の特徴点を詳述する。
正極端子3は、外部接続端子として機能し、平板状の外部接続部3bが段差部213の外表面に配置される。その結果、外部接続部3bは、外部に露出する。従って、外部接続部3bを外部機器に容易に接続できる。
また、注液孔213aは、外装缶2の内部に電解液が注入された後、正極端子3のボス部3cによって封止される。このため、外部接続端子および封止栓を1つの部材に集約し、非水電解質二次電池1Aの部品を少なくできる。
[負極端子4の特徴点]
以下、負極端子4の特徴点を詳述する。
以下、負極端子4の特徴点を詳述する。
負極端子4は、外部接続端子として機能し、平板状の外部接続部4aが段差部213の外表面に配置される。その結果、外部接続部4aは、外部に露出する。従って、外部接続部4aを外部機器に容易に接続できる。
負極端子4は、外部接続部4aの外表面が本体部212の外表面と段差部213の外表面との間に位置するように配置される。図12に示すように、負極端子4を段差部213に配置した状態において、第2部材22の外表面から外部接続部4aの外表面までの厚さ寸法t3は、本体部212の厚さt1よりも小さくなる。すなわち、段差部213の外表面に負極端子4が配置された部分の厚みを本体部212の厚みよりも薄くできる。
負極端子4は、ガスケット41を介して、凹部213bに嵌合される。このため、負極端子4を段差部213に正確に配置できる。
絶縁体としてのガスケット41および蓋絶縁板42は、一体となって段差部213と負極端子4および押え板43との間に介在している。このため、正極の極性を有する外装缶2と負極端子4および押え板43との電気的な絶縁性が確保され、且つ、電池内部における気密性を維持できる。
負極端子4は、段差部213の内側から固定される。より具体的には、負極端子4のボス部4bは、段差部213の内側に取り付けられている押え板43の穴部43dに挿入され、段差部213の内側において、ボス部4bの先端部分が押え板43の面上でかしめられる。このため、外部からの衝撃を受けても、負極端子4と押え板43との接合部分は直接的に影響を受けず、負極端子4と押え板43との接合部分を外装缶2の内部で保護することができる。したがって、負極端子4の安全性を高めることができる。
[製造方法]
以下、非水電解質二次電池1Aの製造方法の一例を説明する。
以下、非水電解質二次電池1Aの製造方法の一例を説明する。
まず、電極捲回体5を準備する。電極捲回体5の製造方法は特に限定されないが、例示すれば次のようなものである。
正極活物質、導電助剤、およびバインダを、純水または有機溶媒中で十分に混合し、分散体を作製する。分散体を、ダイコータ、スリットコータ、ディップコータ等を用いて、正極集電体の片面または両面に塗布する。塗布後、スラリーを乾燥し、カレンダ処理によって厚さおよび密度を調整する。これによって、正極電極が得られる。正極電極に、溶接または導電性接着材によってリードタブ5aを取り付ける。
負極活物質、およびバインダを、純水または有機溶媒中で十分に混合し、分散体を作製する。分散体を、ダイコータ、スリットコータ、ディップコータ等を用いて、負極集電体の片面または両面に塗布する。塗布後、スラリーを乾燥し、カレンダ処理によって厚さおよび密度を調整する。これによって、負極電極が得られる。負極電極に、溶接または導電性接着材によってリードタブ5bを取り付ける。
正極電極、負極電極、およびセパレータを、断面形状が円形、楕円形、または菱形の巻き芯を用いて捲回した後、巻き芯を抜き、一方向に圧力をかけて偏平形状にする。あるいは、正極電極、負極電極、およびセパレータを、断面形状が扁平形状の巻き芯を用いて捲回して、扁平形状の捲回体としても良い。これによって、電極捲回体5が得られる。
次に、外装缶2を準備する。外装缶2の第1部材21は、例えばアルミニウムまたはアルミニウム合金の板をプレス加工して製造される。外装缶2の第2部材22は、例えばアルミニウムまたはアルミニウム合金の板を打ち抜いて製造される。
次に、正極端子3、負極端子4、ガスケット41、蓋絶縁板42、押え板43、絶縁シール44、および絶縁シール6を準備する。正極端子3および負極端子4の製造方法は特に限定されないが、例示すれば型鋳造により製造される。ガスケット41、蓋絶縁板42、絶縁シール44、および絶縁シール6の製造方法は特に限定されないが、例示すれば射出成形により製造される。押え板43は、例えばアルミニウムまたはアルミニウム合金の板をプレス加工して製造される。
まず、ガスケット41のボス部41eを段差部213の孔213cに挿入し、平板部41aおよび周壁部41bを凹部213bに嵌合する。
その後、段差部213の内側において、ガスケット41のボス部41eを蓋絶縁板42の孔42dに挿通して、段差部213の内表面に蓋絶縁板42を取り付ける。
ガスケット41と蓋絶縁板42とを合わせた状態で、負極端子4のボス部4bを外部からガスケット41の挿入孔41dに挿入し、外部接続部4aをガスケット41の周壁部41b内に嵌合する。
さらに、段差部213の内側から押え板43を蓋絶縁板42の周壁部42bに嵌合する。このとき、負極端子4のボス部4bは、ガスケット41の挿入孔41dを介して、押え板43の穴部43dに挿入された状態となる。
また、ボス部4bの先端部分は、押え板43の穴部43dから段差部213の内側へ突出した状態となる。この状態において、ボス部4bの先端部分を押え板43の面上にかしめる。これにより、ガスケット41および蓋絶縁板42が段差部213と負極端子4との間に一体となって介在し、その状態で負極端子4が段差部213に固定される。
次に、絶縁シール44をガスケット41の周壁部41bの外周に配置する。
負極端子4を段差部213に配置した後、電極捲回体5を開口部211から第1部材21に収納する。そして、電極捲回体5のリードタブ5aを段差部213の内面に溶接し、電極捲回体5のリードタブ5bを押え板43に溶接する。これにより、外装缶2は正極電極と導通し、負極端子4は負極電極と導通する。
次に、第1部材21の開口部211を第2部材22により封止する。より具体的には、絶縁シール6を第2部材22に貼付し、絶縁シール6が貼付された面が内側になるように、開口部211に第2部材22を合わせた状態で、開口部211と第2部材22とをシーム溶接により接合する。その後、注液孔213aから電解液を注液し、必要に応じて予備充電を行う。
その後、正極端子3のボス部3cを注液孔213aに圧入して、段差部213の外表面に平板部3aを配置する。
段差部213に正極端子3を配置した後、平板部3aの周縁部分を段差部213の外表面に溶接する。これにより、正極端子3の配置が完了する。
その後、所定の容量まで充電する。
以上により、非水電解質二次電池1Aの製造が完了する。
[作用効果]
以下に、本発明の第1の実施形態による非水電解質二次電池1Aの作用効果を説明する。
以下に、本発明の第1の実施形態による非水電解質二次電池1Aの作用効果を説明する。
本発明の一実施形態による非水電解質二次電池1Aは、正極電極および負極電極を含む電極捲回体5と、正極の極性を有し、電極捲回体5の厚さ方向において電極捲回体5を挟んで対向して配置され、互いに接合されて電極捲回体5を収容する第1部材21および第2部材22を含む外装缶2と、電極捲回体5における外装缶2の極性と反対の極性の電極と導通し、平板状の形状を有する外部接続部4aを含む外部接続端子としての負極端子4と、を備える。第1部材21は、厚みt1を有する本体部212と、本体部212の一方端に接して配置され、本体部212の外表面よりも第2部材22側に位置する外表面を有し、厚みt1よりも薄い厚みt2を有する段差部213と、を含む。外部接続部4aは、段差部213の外表面に配置される。
この実施形態によれば、第1部材21および第2部材22は、電極捲回体5の厚さ方向において電極捲回体5を挟んで対向して配置される。第1部材21は、第2部材22側に開口した箱状の形状である。このため、薄型の電池において、第1部材21を高さ方向や幅方向に開口させる場合と比較して、開口を広くすることができる。その結果、外装缶2の厚さを薄くしても、電極捲回体5を第1部材21の開口から収容できる。そのため、電池をより薄型化することができる。また、外部接続部4aは平板形状を有し、段差部213の外表面に配置されるので、負極端子4に外部機器を容易に接続することができる。さらに、本体部212の外表面よりも窪んだ外表面を有する段差部213の外表面に外部接続部4aが配置されるため、外部接続部4aを配置した部分の厚みを薄くすることができる。
本発明の一実施形態による非水電解質二次電池1Aにおいて、外部接続部4aは、外部接続部4aの外表面が本体部212の外表面と段差部213の外表面との間に位置するように配置されることが好ましい。
この場合、本体部212の厚みよりも、外部接続部4aを配置した部分の厚みを薄くすることができる。
本発明の一実施形態による非水電解質二次電池1Aにおいて、段差部213は、その外表面よりも窪んだ凹部213bを備え、負極端子4の外部接続部4aは、ガスケット41を介して、凹部213bに配置されることが好ましい。
この場合、負極端子4を段差部213に正確に配置することができる。
本発明の一実施形態による非水電解質二次電池1Aは、段差部213に配置され、負極端子4における外部接続部4aの周縁を覆う絶縁体としての絶縁シール44を有することが好ましい。
この実施形態によれば、負極端子4と外装缶2とを電気的に絶縁できる。
本発明の一実施形態による非水電解質二次電池1Aは、第2部材22の内面に配置される絶縁体としての絶縁シール6を有することが好ましい。
この実施形態によれば、電池内部における電極捲回体5の正極電極または負極電極と外装缶2との短絡を未然に防止できる。
[第1の実施形態の変形例]
上記実施形態による非水電解質二次電池1Aでは、外装缶2および正極端子3を正極とし、負極端子4を負極としたが、逆に外装缶2を負極とし、正極端子3を負極端子に代え、負極端子4を正極端子に代えても良い。
上記実施形態による非水電解質二次電池1Aでは、外装缶2および正極端子3を正極とし、負極端子4を負極としたが、逆に外装缶2を負極とし、正極端子3を負極端子に代え、負極端子4を正極端子に代えても良い。
上記実施形態による非水電解質二次電池1Aにおいて、外部接続部4aは、外部接続部4aの外表面が本体部212の外表面と段差部213の外表面との間に位置するように配置されているが、この形態に限らず、外部接続部4aの外表面が本体部212の外表面と同一面内に位置するように、外部接続部4aが配置される形態であってもよい。このような形態であれば、非水電解質二次電池1Aの厚みを一定にできる。
[第2の実施形態]
本発明の第2の実施形態による非水電解質二次電池1Bは、図13に示すように、非水電解質二次電池1Aの外装缶2を外装缶2Bに代えたものである。
本発明の第2の実施形態による非水電解質二次電池1Bは、図13に示すように、非水電解質二次電池1Aの外装缶2を外装缶2Bに代えたものである。
外装缶2Bは、第1部材21Bと、第2部材22とを有する。第1部材21Bは、例えば、アルミニウムまたはアルミニウム合金の板をプレス加工して製造される。第1部材21Bと第2部材22とは、例えばシーム溶接によって接合される。
第1部材21Bは、第1部材21の段差部213を傾斜部213Bに代えたものである。
傾斜部213Bは、図13および図14に示すように、z方向における本体部212と反対側に向かって、厚みが本体部212の厚みt1から傾斜状に薄くなるように形成される。
正極端子3は、傾斜部213Bに配置される。より具体的には、外部接続部3bは、傾斜部213Bの外表面に配置される。その結果、外部接続部3bは、外部に露出する。従って、外部接続部3bを外部機器に容易に接続できる。
負極端子4は、傾斜部213Bに配置される。より具体的には、外部接続部4aは、傾斜部213Bの外表面に配置される。その結果、外部接続部4aは、外部に露出する。従って、外部接続部4aを外部機器に容易に接続できる。
また、図14に示すように、負極端子4を傾斜部213Bに配置した状態において、第2部材22の外表面から外部接続部4aの外表面までの厚さは、本体部212の厚さt1からz方向に向かって徐々に薄くなる。
この実施形態であれば、正極端子3の外部接続部3bおよび負極端子4の外部接続部4aが傾斜部213Bの外表面に配置されているため、外部機器の端子部分が傾斜状に形成されているような場合であっても、より適切に外部接続部3bおよび外部接続部4aを外部機器に接続できる。
[第3の実施形態]
本発明の第3の実施形態による非水電解質二次電池1Cは、図15に示すように、非水電解質二次電池1Aの外装缶2を外装缶2Cに代えたものである。また、非水電解質二次電池1Cでは、絶縁シール44に代えて、一方側の領域が拡張された周縁部分を含む絶縁シール44Cを備えている。
本発明の第3の実施形態による非水電解質二次電池1Cは、図15に示すように、非水電解質二次電池1Aの外装缶2を外装缶2Cに代えたものである。また、非水電解質二次電池1Cでは、絶縁シール44に代えて、一方側の領域が拡張された周縁部分を含む絶縁シール44Cを備えている。
外装缶2Cは、外装缶2よりも、x方向における幅寸法を長くしたものである。
外装缶2Cは、第1部材21Cと、第2部材22Cとを有する。第1部材21Cおよび第2部材22Cは、第1部材21および第2部材22よりも、幅寸法を長くしたものである。第2部材22Cに関するその他の構成は、第2部材22と同じである。第1部材21Cは、例えばアルミニウムまたはアルミニウム合金の板をプレス加工して製造される。第2部材22Cは、例えばアルミニウムまたはアルミニウム合金の板を打ち抜いて製造される。第1部材21Cと第2部材22Cとは、例えばシーム溶接によって接合される。
第1部材21Cは、開口部211Cと、本体部212Cと、段差部213Cとを有する。
開口部211C、本体部212C、および段差部213Cは、開口部211、本体部212、および段差部213よりも幅寸法が長い。
正極端子3および負極端子4は、段差部213Cに配置されている。
この実施形態であれば、外装缶2Cの内部に収納される電極捲回体5の幅を広くすることができ、より高容量の電極捲回体5を収納することができる。また、正極端子3と負極端子4との間隔を十分空けた状態で、正極端子3および負極端子4を段差部213Cに配置できるため、外部機器の端子が形成される位置に合わせて、正極端子3および負極端子4の外部接続部を外部機器に接続できる。
[第3の実施形態の変形例]
非水電解質二次電池1Cでは、図16に示すように、正極端子3は、段差部213Cの高さ方向と垂直な面に配置されていてもよい。正極端子3は、電解液の注液孔の封止栓を兼ねている。その他の構成は、非水電解質二次電池1Cと同じである。
非水電解質二次電池1Cでは、図16に示すように、正極端子3は、段差部213Cの高さ方向と垂直な面に配置されていてもよい。正極端子3は、電解液の注液孔の封止栓を兼ねている。その他の構成は、非水電解質二次電池1Cと同じである。
この形態であれば、外部機器の端子の位置に合わせて、正極端子3および負極端子4の外部接続部を外部機器に接続できる。また、この変形例によれば、上記第3の実施形態に比べて外装缶2Cの内容積を増やすことができる。そのため、例えば電解液をより多く注液できる。また、電解液を高さ方向から注入するため、電解液を電極捲回体5に浸透させやすい。
また、図17に示すように、正極端子3は、本体部212Cの幅方向と垂直な面に配置されていてもよい。正極端子3は、電解液の注液孔の封止栓を兼ねている。その他の構成は、非水電解質二次電池1Cと同じである。
この形態であっても、外部機器の端子の位置に合わせて、正極端子3および負極端子4の外部接続部を外部機器に接続できる。
さらに、図18に示すように、段差部213Cに形成された注液孔に別部材の封止栓7を取り付け、段差部213Cの高さ方向と垂直な面に正極端子3を配置してもよい。その他の構成は、非水電解質二次電池1Cと同じである。
この形態であっても、外部機器の端子の位置に合わせて、正極端子3および負極端子4の外部接続部を外部機器に接続できる。また、この形態であれば、電解液を電極捲回体5に浸透させやすい。
[第4の実施形態]
本発明の第4の実施形態による非水電解質二次電池1Dは、図19に示すように、非水電解質二次電池1Aの外装缶2を外装缶2Dに代えたものである。また、非水電解質二次電池1Dでは、正極端子3の配置が非水電解質二次電池1Aの場合と異なっている。さらに、非水電解質二次電池1Dでは、絶縁シール44に代えて、一方側の領域が拡張された周縁部分を含む絶縁シール44Dを備えている。
本発明の第4の実施形態による非水電解質二次電池1Dは、図19に示すように、非水電解質二次電池1Aの外装缶2を外装缶2Dに代えたものである。また、非水電解質二次電池1Dでは、正極端子3の配置が非水電解質二次電池1Aの場合と異なっている。さらに、非水電解質二次電池1Dでは、絶縁シール44に代えて、一方側の領域が拡張された周縁部分を含む絶縁シール44Dを備えている。
外装缶2Dは、外装缶2よりも、幅寸法を長くしたものである。このため、より幅が広い電極捲回体5を収納することができる。
外装缶2Dは、第1部材21Dと、第2部材22Dとを有する。第1部材21Dおよび第2部材22Dは、第1部材21および第2部材22よりも、幅寸法を長くしたものである。第1部材21Dは、例えばアルミニウムまたはアルミニウム合金の板をプレス加工して製造される。第2部材22Dは、例えばアルミニウムまたはアルミニウム合金の板を打ち抜いて製造される。第1部材21Dと第2部材22Dとは、例えばシーム溶接によって接合される。
第1部材21Dは、開口部211Dと、本体部212Dと、段差部213Dとを有する。
開口部211Dおよび本体部212Dは、開口部211および本体部212よりも幅寸法が長い。また、段差部213Dは、幅方向の一部分に配置され、本体部212の外表面よりもy方向に窪んだ外表面を有する。言い換えると、本体部212Dの外表面よりもy方向に窪んだ部分だけが段差部213Dである。さらに、注液孔は、本体部212Dの高さ方向と垂直な面に形成されている。
正極端子3は、本体部212Dの高さ方向と垂直な面に配置されている。正極端子3は、電解液の注液孔の封止栓を兼ねている。また、負極端子4は、段差部213Dに配置されている。
この実施形態であれば、負極端子4を配置する部分にのみ、段差部213Dを形成するだけでよい。また、本体部212Dの高さ方向と垂直な面に正極端子3を配置することにより、外部機器の端子の位置に合わせて、正極端子3および負極端子4の外部接続部を外部機器に接続できる。さらに、非水電解質二次電池1Dは、本体部212よりも容積が大きい本体部212Dを有することから、非水電解質二次電池1Aに比べて外装缶の内容積を増やすことができる。そのため、例えば電解液をより多く注液できる。
[第5の実施形態]
本発明の第5の実施形態による非水電解質二次電池1Eは、図20に示すように、非水電解質二次電池1Aの外装缶2を外装缶2Eに代えたものである。また、非水電解質二次電池1Eは、注液孔を封止する封止栓7を別途設けたものである。
本発明の第5の実施形態による非水電解質二次電池1Eは、図20に示すように、非水電解質二次電池1Aの外装缶2を外装缶2Eに代えたものである。また、非水電解質二次電池1Eは、注液孔を封止する封止栓7を別途設けたものである。
外装缶2Eは、外装缶2よりも、幅寸法を長くしたものである。このため、より幅が広い電極捲回体5を収納することができる。
外装缶2Eは、第1部材21Eと、第2部材22Eとを有する。図20に示すように、第1部材21Eおよび第2部材22Eは、第1部材21および第2部材22よりも、幅寸法を長くしたものである。第1部材21Eは、例えばアルミニウムまたはアルミニウム合金の板をプレス加工して製造される。第2部材22Eは、例えばアルミニウムまたはアルミニウム合金の板を打ち抜いて製造される。第1部材21Eと第2部材22Eとは、例えばシーム溶接によって接合される。
第1部材21Eは、開口部211Eと、本体部212Eと、段差部213Eとを有する。
開口部211Eおよび本体部212Eは、開口部211および本体部212よりも幅寸法が長い。また、段差部213Eは、幅方向の両端部分に配置され、本体部212Eの外表面よりもy方向に窪んだ外表面を有する。言い換えると、本体部212Eの外表面よりもy方向に窪んだ部分だけが段差部213Eである。さらに、注液孔は、本体部212Eの高さ方向と垂直な面に形成されている。注液孔は、封止栓7によって封止されている。
正極端子3および負極端子4は、段差部213Eに配置されている。
この実施形態であれば、正極端子3および負極端子4を配置する部分にのみ、段差部213Eを形成するだけでよい。また、非水電解質二次電池1Eは、本体部212よりも容積が大きい本体部212Eを有することから、非水電解質二次電池1Aに比べて外装缶の内容積を増やすことができる。そのため、例えば電解液をより多く注液できる。
[第6の実施形態]
本発明の第6の実施形態による非水電解質二次電池1Fは、図21に示すように、非水電解質二次電池1Aの外装缶2を外装缶2Fに代えたものである。また、非水電解質二次電池1Fでは、絶縁シール44に代えて、一方側の領域が拡張された周縁部分を含む絶縁シール44Fを備えている。
本発明の第6の実施形態による非水電解質二次電池1Fは、図21に示すように、非水電解質二次電池1Aの外装缶2を外装缶2Fに代えたものである。また、非水電解質二次電池1Fでは、絶縁シール44に代えて、一方側の領域が拡張された周縁部分を含む絶縁シール44Fを備えている。
外装缶2Fは、外装缶2よりも、幅寸法を長くしたものである。このため、より幅が広い電極捲回体5を収納することができる。また、外装缶2Fは、平面視において概略六角形の形状を有している。より具体的には、外装缶2Fは、平面視において四角形の四隅の一つが切り取られた形状を有している。
外装缶2Fは、第1部材21Fと、第2部材22Fとを有する。第1部材21Fおよび第2部材22Fは、第1部材21および第2部材22よりも、幅寸法を長くしたものである。また、第1部材21Fおよび第2部材22Fは、平面視において四角形の四隅の一つが切り取られた形状を有している。第1部材21Fは、例えばアルミニウムまたはアルミニウム合金の板をプレス加工して製造される。第2部材22Fは、例えばアルミニウムまたはアルミニウム合金の板を打ち抜いて製造される。第1部材21Fと第2部材22Fとは、例えばシーム溶接によって接合される。
第1部材21Fは、開口部211Fと、本体部212Fと、段差部213Fとを有する。
開口部211F、本体部212F、および段差部213Fは、開口部211、本体部212、および段差部213よりも幅寸法が長い。また、開口部211Fは、平面視において四角形の四隅の一つが切り取られた形状を有している。さらに、段差部213Fは、幅寸法が本体部212Fの幅寸法より小さく形成されている。
正極端子3および負極端子4は、段差部213Fに配置されている。
この実施形態であれば、本体部212Fよりも幅寸法が小さい段差部213Fに配置される正極端子3および負極端子4の外部接続部を小型の外部機器の端子部分に接続することができる。
[第7の実施形態]
本発明の第7の実施形態による非水電解質二次電池1Gは、図22に示すように、非水電解質二次電池1Aの外装缶2を外装缶2Gに代えたものである。また、非水電解質二次電池1Gでは、絶縁シール44に代えて、一方側の領域が拡張された周縁部分を含む絶縁シール44Gを備えている。
本発明の第7の実施形態による非水電解質二次電池1Gは、図22に示すように、非水電解質二次電池1Aの外装缶2を外装缶2Gに代えたものである。また、非水電解質二次電池1Gでは、絶縁シール44に代えて、一方側の領域が拡張された周縁部分を含む絶縁シール44Gを備えている。
外装缶2Gは、外装缶2よりも、幅寸法を長くしたものである。このため、より幅が広い電極捲回体5を収納することができる。また、外装缶2Gは、平面視において概略五角形の形状を有している。より具体的には、外装缶2Gは、平面視において四角形の四隅の一つが斜めに切り取られた形状を有している。
外装缶2Gは、第1部材21Gと、第2部材22Gとを有する。第1部材21Gおよび第2部材22Gは、第1部材21および第2部材22よりも、幅寸法を長くしたものである。また、第1部材21Gおよび第2部材22Gは、平面視において四角形の四隅の一つが斜めに切り取られた形状を有している。第1部材21Gは、例えばアルミニウムまたはアルミニウム合金の板をプレス加工して製造される。第2部材22Gは、例えばアルミニウムまたはアルミニウム合金の板を打ち抜いて製造される。第1部材21Gと第2部材22Gとは、例えばシーム溶接によって接合される。
第1部材21Gは、開口部211Gと、本体部212Gと、段差部213Gとを有する。
開口部211G、本体部212G、および段差部213Gは、開口部211、本体部212、および段差部213よりも幅寸法が長い。また、開口部211Gは、平面視において四角形の四隅の一つが斜めに切り取られた形状を有している。段差部213Gは、平面視において、四角形の四隅の一つが斜めに切り取られた形状を有している。図22に示すように、本体部212Gの幅は概略一定であるのに対し、段差部213Gの幅は高さ方向に沿って変化している。
正極端子3および負極端子4は、段差部213Gに配置されている。
この実施形態であれば、本体部212Gよりも幅が小さい段差部213Gに配置される正極端子3および負極端子4の外部接続部を小型の外部機器の端子部分に接続しやすくなる。
[第8の実施形態]
本発明の第8の実施形態による非水電解質二次電池1Hは、図23に示すように、非水電解質二次電池1Aの外装缶2を外装缶2Hに代えたものである。また、非水電解質二次電池1Hでは、絶縁シール44に代えて、一方側の領域が拡張された周縁部分を含む絶縁シール44Hを備えている。
本発明の第8の実施形態による非水電解質二次電池1Hは、図23に示すように、非水電解質二次電池1Aの外装缶2を外装缶2Hに代えたものである。また、非水電解質二次電池1Hでは、絶縁シール44に代えて、一方側の領域が拡張された周縁部分を含む絶縁シール44Hを備えている。
外装缶2Hは、外装缶2よりも、幅寸法を長くしたものである。このため、より幅が広い電極捲回体5を収納することができる。また、外装缶2Hは、平面視において矩形の形状を有する外装缶2と異なり、平面視において概略六角形の形状を有している。より具体的には、外装缶2Hは、幅が概略一定の部分と、高さ方向の下端付近において高さ方向に沿って幅が狭くなる部分とを有している。
外装缶2Hは、第1部材21Hと、第2部材22Hとを有する。第1部材21Hおよび第2部材22Hは、第1部材21および第2部材22よりも、幅寸法を長くしたものである。また、第1部材21Hおよび第2部材22Hは、幅が概略一定の部分と、高さ方向の下端付近において高さ方向に沿って幅が狭くなる部分とを有している。第1部材21Hは、例えばアルミニウムまたはアルミニウム合金の板をプレス加工して製造される。第2部材22Hは、例えばアルミニウムまたはアルミニウム合金の板を打ち抜いて製造される。第1部材21Hと第2部材22Hとは、例えばシーム溶接によって接合される。
第1部材21Hは、開口部211Hと、本体部212Hと、段差部213Hとを有する。
開口部211H、本体部212H、および段差部213Hは、開口部211、本体部212、および段差部213よりも幅寸法が長い。また、開口部211Hは、幅が概略一定の部分と、高さ方向の下端付近において高さ方向に沿って幅が狭くなる部分とを有している。本体部212Hについても、幅が概略一定の部分と、高さ方向の下端付近において高さ方向に沿って幅が狭くなる部分とを有している。また、図24に示すように、電極捲回体5は、本体部212Hの幅が概略一定の部分に収容されている。
正極端子3および負極端子4は、段差部213Hに配置されている。
この実施形態であれば、外装缶2Hは、幅が概略一定の部分と、高さ方向の下端付近において高さ方向に沿って幅が狭くなる部分とを有していることから、電池を収納する機器の形態に合わせて、非水電解質二次電池1Hを収納することができる。また、開口部211Hと第2部材22Hとの溶接個所から、電極捲回体5を遠ざけることができる。そのため、電極捲回体5が溶接時に受ける熱の影響を低減できる。また、電解液をより多く注液できる。
[第9の実施形態]
本発明の第9の実施形態による非水電解質二次電池1Iは、図25に示すように、非水電解質二次電池1Aの外装缶2を外装缶2Iに代えたものである。また、非水電解質二次電池1Iでは、正極端子3の配置が非水電解質二次電池1Aの場合と異なっている。さらに、非水電解質二次電池1Iでは、絶縁シール44に代えて、一方側の領域が拡張された周縁部分を含む絶縁シール44Iを備えている。
本発明の第9の実施形態による非水電解質二次電池1Iは、図25に示すように、非水電解質二次電池1Aの外装缶2を外装缶2Iに代えたものである。また、非水電解質二次電池1Iでは、正極端子3の配置が非水電解質二次電池1Aの場合と異なっている。さらに、非水電解質二次電池1Iでは、絶縁シール44に代えて、一方側の領域が拡張された周縁部分を含む絶縁シール44Iを備えている。
外装缶2Iは、外装缶2よりも、幅寸法を長くしたものである。このため、より幅が広い電極捲回体5を収納することができる。また、外装缶2Iは、平面視において概略六角形の形状を有している。より具体的には、外装缶2Iは、平面視において四角形の四隅の一つが切り取られた形状を有している。
外装缶2Iは、第1部材21Iと、第2部材22Iとを有する。第1部材21Iおよび第2部材22Iは、外装缶2よりも、幅寸法を長くしたものである。また、第1部材21Iおよび第2部材22Iは、平面視において四角形の四隅の一つが切り取られた形状を有している。第1部材21Iは、例えばアルミニウムまたはアルミニウム合金の板をプレス加工して製造される。第2部材22Iは、例えばアルミニウムまたはアルミニウム合金の板を打ち抜いて製造される。第1部材21Iと第2部材22Iとは、例えばシーム溶接によって接合される。
第1部材21Iは、開口部211Iと、本体部212Iと、段差部213Iとを有する。
開口部211I、本体部212I、および段差部213Iは、開口部211、本体部212、および段差部213よりも幅寸法が長い。開口部211Iは、平面視において四角形の四隅の一つが切り取られた形状を有している。また、段差部213Iは、その幅寸法が本体部212Iの幅寸法より小さく形成されている。さらに、注液孔は、本体部212Iの高さ方向と垂直な面に形成されている。
正極端子3は、本体部212Iの高さ方向と垂直な面に配置されている。正極端子3は、電解液の注液孔の封止栓を兼ねている。また、負極端子4は、段差部213Iに配置されている。
この実施形態であれば、負極端子4を配置する部分にのみ、段差部213Iを形成するだけでよい。また、本体部212Iの高さ方向と垂直な面に正極端子3を配置することにより、外部機器の端子の位置に合わせて、正極端子3および負極端子4の外部接続部を外部機器に接続できる。
[第10の実施形態]
本発明の第10の実施形態による非水電解質二次電池1Jは、図26に示すように、非水電解質二次電池1Aの外装缶2を外装缶2Jに代えたものである。また、非水電解質二次電池1Jでは、絶縁シール44に代えて、一方側の領域が拡張された周縁部分を含む絶縁シール44Jを備えている。
本発明の第10の実施形態による非水電解質二次電池1Jは、図26に示すように、非水電解質二次電池1Aの外装缶2を外装缶2Jに代えたものである。また、非水電解質二次電池1Jでは、絶縁シール44に代えて、一方側の領域が拡張された周縁部分を含む絶縁シール44Jを備えている。
外装缶2Jは、外装缶2よりも、幅寸法を長くしたものである。このため、より幅が広い電極捲回体5を収納することができる。
外装缶2Jは、第1部材21Jと、第2部材22Jとを有する。第1部材21Jおよび第2部材22Jは、外装缶2よりも、幅寸法を長くしたものである。第1部材21Jは、例えばアルミニウムまたはアルミニウム合金の板をプレス加工して製造される。第2部材22Jは、例えばアルミニウムまたはアルミニウム合金の板を打ち抜いて製造される。第1部材21Jと第2部材22Jとは、例えばシーム溶接によって接合される。
第1部材21Jは、開口部211Jと、本体部212Jと、段差部213Jとを有する。
正極端子3および負極端子4は、段差部213Jに配置されている。
ここで、図27は、図26のXXVII−XXVII線に沿った断面図である。図27に示すように、y方向に延設された第1部材21Jの周壁部分は、幅方向の寸法が開口部211J側に向かって大きくなっている。第2部材22Jは、第1部材21Jの外表面の面積よりも大きい面積となる外表面を有している。
図28は、比較のために示す非水電解質二次電池1Aの断面図である。非水電解質二次電池1Aにおいて、第1部材21の周壁部分は、幅方向の寸法が開口部211側に向かって一定の間隔を有している。このため、図27と図28との比較から明らかなように、開口部211Jと第2部材22Jとの溶接個所Wから電極捲回体5までの距離の方が、開口部211と第2部材22との溶接個所Wから電極捲回体5までの距離よりも大きくなる。すなわち、非水電解質二次電池1Jでは、開口部211Jと第2部材22Jとの溶接個所Wを電極捲回体5から遠ざけることができる。これにより、電極捲回体5への溶接時の熱の影響を低減することができる。
なお、第1部材21Jの周壁部分は、幅方向の寸法だけではなく、高さ方向の寸法も開口部211J側に向かって大きくなっている。これによって、溶接個所のすべてを、電極捲回体5から遠ざけることができる。そのため、電極捲回体5への溶接時の熱の影響をより低減することができる。
第1部材21Jの周壁部分は、開口部211J側の端辺の少なくとも一つが電極捲回体5から遠ざかるように形成されていれば、非水電解質二次電池1Aと比較して有利な効果が得られる。例えば、図27では幅方向両側における第1部材21Jの周壁部分が幅方向の外側に向かって傾斜しているが、幅方向の一方側における第1部材21Jの周壁部分だけが幅方向の外側に向かって傾斜していてもよい。
また、図29および図30に示すように、第1部材21Jの周壁部分は湾曲していてもよい。
[第11の実施形態]
本発明の第11の実施形態による非水電解質二次電池1Kは、図31に示すように、非水電解質二次電池1Aの外装缶2を外装缶2Kに代えたものである。
本発明の第11の実施形態による非水電解質二次電池1Kは、図31に示すように、非水電解質二次電池1Aの外装缶2を外装缶2Kに代えたものである。
外装缶2Kは、外装缶2と同様に、電極捲回体5の厚さ方向において電極捲回体5を挟んで対向して配置される第1部材21Kおよび第2部材22Kを有する。第1部材21Kは、概略平板形状である。第2部材22Kは、厚さ方向の一方に開口した箱状の形状である。第1部材21Kおよび第2部材22Kは、例えば、アルミニウムまたはアルミニウム合金の板をプレス加工して製造される。第1部材21Kと第2部材22Kとは、例えばシーム溶接によって接合される。
図32に示すように、第1部材21Kは、平面視略矩形状の平板形状となる外表面を有する。第1部材21Kは、本体部212Kと、段差部213Kと、を備える。
図32に示すように、本体部212Kは、厚みt4を有する。段差部213Kは、z方向における本体部212Kの一方端に接して配置される。段差部213Kは、図32に示すように、x方向の全体において、本体部212Kの外表面よりも第2部材22K側に窪んだ外表面を有する。段差部213Kは、本体部212Kの厚さt4よりも薄い厚さt5を有する。
第2部材22Kは、図32に示すように、第1部材21K側に開口した箱状の形状である。また、第2部材22Kは、厚み方向の一方側に位置する開口部221Kを有する。開口部221Kは、第2部材22Kの外表面の反対側において、全面的に開放された部分として形成されている。より具体的には、開口部221Kは、第2部材22Kの外表面の外周からy方向に延設された周壁部分によって囲われた部分である。また、絶縁シール6は、リードタブ5aおよび5bに対向する位置となる第2部材22Kの内面に張り付けられている。
正極端子3は、第1部材21Kの段差部213Kに配置される。また、負極端子4は、第1部材21Kの段差部213Kに配置される。正極端子3および負極端子4に関する構成および配置は、第1の実施形態によるものと同様であるため、詳細は省略する。
この実施形態であっても、第1部材21Kおよび第2部材22Kは、電極捲回体5の厚さ方向において電極捲回体5を挟んで対向して配置される。第2部材22Kは、第1部材21K側に開口した箱状の形状である。このため、薄型の電池において、第2部材22Kを高さ方向や幅方向に開口させる場合と比較して、開口を広くすることができる。その結果、外装缶2Kの厚さを薄くしても、電極捲回体5を第2部材22Kの開口から収容できる。そのため、電池をより薄型化することができる。
[第12の実施形態]
本発明の第12の実施形態による非水電解質二次電池1Lは、図33に示すように、非水電解質二次電池1Aの外装缶2を外装缶2Lに代えたものである。
本発明の第12の実施形態による非水電解質二次電池1Lは、図33に示すように、非水電解質二次電池1Aの外装缶2を外装缶2Lに代えたものである。
外装缶2Lは、外装缶2と同様に、電極捲回体5の厚さ方向において電極捲回体5を挟んで対向して配置される第1部材21Lおよび第2部材22Lを有する。第1部材21Lおよび第2部材22Lは、厚さ方向の一方に開口した箱状の形状である。第1部材21Lおよび第2部材22Lは、例えば、アルミニウムまたはアルミニウム合金の板をプレス加工して製造される。第1部材21Lと第2部材22Lとは、例えばシーム溶接によって接合される。
第1部材21Lは、図34に示すように、第2部材22L側に開口した箱状の形状である。第1部材21Lは、平面視略矩形状の平板形状となる外表面を有する。第1部材21Lは、開口部211Lと、本体部212Lと、段差部213Lと、を備える。
図34に示すように、本体部212Lは、厚みt6を有する。段差部213Lは、z方向における本体部212Lの一方端に接して配置される。段差部213Lは、図34に示すように、x方向の全体において、本体部212Lの外表面よりも第2部材22L側に窪んだ外表面を有する。段差部213Lは、本体部212Lの厚さt6よりも薄い厚さt7を有する。
第2部材22Lは、図34に示すように、第1部材21L側に開口した箱状の形状である。また、第2部材22Lは、厚み方向の一方側に位置する開口部221Lを有する。開口部221Lは、第2部材22Lの外表面の反対側において、全面的に開放された部分として形成されている。より具体的には、開口部221Lは、第2部材22Lの外表面の外周からy方向に延設された周壁部分によって囲われた部分である。また、絶縁シール6は、リードタブ5aおよび5bに対向する位置となる第2部材22Lの内面に張り付けられている。
正極端子3は、第1部材21Lの段差部213Lに配置される。また、負極端子4は、第1部材21Lの段差部213Lに配置される。正極端子3および負極端子4に関する構成および配置は、第1の実施形態によるものと同様であるため、詳細は省略する。
この実施形態であっても、第1部材21Lおよび第2部材22Lは、電極捲回体5の厚さ方向において電極捲回体5を挟んで対向して配置される。第1部材21Lは、第2部材22L側に開口した箱状の形状である。第2部材22Lは、第1部材21L側に開口した箱状の形状である。このため、薄型の電池において、第1部材21Lおよび第2部材22Lを高さ方向や幅方向に開口させる場合と比較して、開口を広くすることができる。その結果、外装缶2Lの厚さを薄くしても、電極捲回体5を第1部材21Lの開口または第2部材22Lの開口から収容できる。そのため、電池をより薄型化することができる。
[その他の実施形態]
以上、本発明についての実施形態を説明したが、本発明は上述の実施形態およびその変形例のみに限定されず、発明の範囲内で種々の変更が可能である。また、各実施形態およびその変形例は、適宜組み合わせて実施することが可能である。
以上、本発明についての実施形態を説明したが、本発明は上述の実施形態およびその変形例のみに限定されず、発明の範囲内で種々の変更が可能である。また、各実施形態およびその変形例は、適宜組み合わせて実施することが可能である。
上述の実施形態およびその変形例では、外装缶に収納される電極体が、帯状の正極電極と負極電極とをセパレータを間に挟んで捲回した電極捲回体である場合を説明した。しかし、本実施形態の電極体は電極捲回体に限定されず、例えば、短冊状の正極電極と負極電極とをセパレータを間に挟んで積層した電極積層体であってもよい。
上述の実施形態およびその変形例では、外装缶の極性が正極である場合を説明した。しかし、外装缶の極性は負極であってもよい。あるいは外装缶が、正極および負極の両方から絶縁されていてもよい。
上記においては、各種の実施形態およびその変形例について例示した。その結果、本発明の実施形態による非水電解質二次電池は、次の構成を備えていればよい。すなわち、非水電解質二次電池は、正極電極および負極電極を含む電極体と、正極および負極のいずれか一方の極性を有し、電極体の厚さ方向において電極体を挟んで対向して配置され、互いに接合されて電極体を収容する第1部材および第2部材を含む外装缶と、電極体における外装缶の極性と反対の極性の電極と導通し、平板状の形状を有する外部接続部を含む外部接続端子と、を備える。第1部材は、第1の厚みを有する第1の本体部と、第1の本体部の一方端に接して配置され、第1の本体部の外表面よりも第2部材側に位置する外表面を有し、第1の厚みよりも薄い第2の厚みとなる部分を少なくとも含む第2の本体部(段差部または傾斜部)と、を含む。外部接続部は、第2の本体部の外表面に配置される。
上記の構成によれば、第1部材および第2部材は、電極体の厚さ方向において電極体を挟んで対向して配置されるため、第1部材または第2部材の開口を広くすることができる。その結果、外装缶の厚さを薄くしても、電極体を第1部材または第2部材の開口から収容でき、電池をより薄型化することができる。また、外部接続部は、第2の本体部の外表面に配置され、平板状の形状を有するため、外部接続端子に外部機器を容易に接続することができる。
非水電解質二次電池において、外部接続部は、外部接続部の外表面が第1の本体部の外表面と同一面内に位置するように配置されることが好ましい。
この構成によれば、非水電解質二次電池全体を一定の厚みにできる。
非水電解質二次電池において、外部接続部は、外部接続部の外表面が第1の本体部の外表面と第2の本体部の外表面との間に位置するように配置されることが好ましい。
この構成によれば、第1の本体部の厚みよりも、外部接続部を配置した部分の厚みを薄くすることができる。
非水電解質二次電池において、第2の本体部は、その外表面よりも窪んだ凹部を備え、外部接続部は凹部に嵌合されることが好ましい。
この構成によれば、外部接続部を第2の本体部に正確に配置することができる。
非水電解質二次電池において、第2の本体部に配置され、外部接続部の周縁を覆う絶縁体を有することが好ましい。
この構成によれば、外部接続端子と外装缶とを電気的に絶縁できる。
非水電解質二次電池は、第2部材の内面に配置される絶縁体を有することが好ましい。
この構成によれば、電池内部における電極体の正極電極または負極電極と外装缶との短絡を未然に防止できる。
非水電解質二次電池において、第1部材は、第2部材側に開口した箱状の形状であることが好ましい。
この構成によれば、第1部材の開口から電極体を収容できる。
非水電解質二次電池において、第2部材は、第1部材側に開口した箱状の形状であることが好ましい。
この構成によれば、第2部材の開口から電極体を収容できる。
非水電解質二次電池において、第1部材は、第2部材側に開口した箱状の形状であり、第2部材は、第1部材側に開口した箱状の形状であることが好ましい。
この構成によれば、第1部材の開口または第2部材の開口から電極体を収容できる。
本発明は、薄型化を図るとともに、外部機器を容易に接続することができる非水電解質二次電池として産業上の利用が可能である。
1A〜1L 非水電解質二次電池、2 外装缶、21 第1部材、211 開口部、212 本体部、213 段差部、22 第2部材、3 正極端子、4 負極端子、41 ガスケット、42 蓋絶縁板、43 押え板、44 絶縁シール、5 電極捲回体、6 絶縁シール
Claims (11)
- 正極電極および負極電極を含む電極体と、
正極および負極のいずれか一方の極性を有し、前記電極体の厚さ方向において前記電極体を挟んで対向して配置され、互いに接合されて前記電極体を収容する第1部材および第2部材を含む外装缶と、
前記電極体における前記外装缶の極性と反対の極性の電極と導通し、平板状の形状を有する外部接続部を含む外部接続端子と、を備え、
前記第1部材は、
第1の厚みを有する第1の本体部と、
前記第1の本体部の一方端に接して配置され、前記第1の本体部の外表面よりも前記第2部材側に位置する外表面を有し、前記第1の厚みよりも薄い第2の厚みとなる部分を少なくとも含む第2の本体部と、を含み、
前記外部接続部は、前記第2の本体部の外表面に配置される、非水電解質二次電池。 - 請求項1に記載の非水電解質二次電池であって、
前記第2の本体部は、前記第1の本体部の外表面よりも窪んだ外表面を有する段差部を含み、
前記外部接続部は、前記段差部の外表面に配置される、非水電解質二次電池。 - 請求項1に記載の非水電解質二次電池であって、
前記第2の本体部は、前記第1の本体部と反対側に向かって厚みが前記第1の厚みから傾斜状に薄くなっている傾斜部を含み、
前記外部接続部は、前記傾斜部の外表面に配置される、非水電解質二次電池。 - 請求項1〜3のいずれか1項に記載の非水電解質二次電池であって、
前記外部接続部は、前記外部接続部の外表面が前記第2の本体部の外表面と同一面内に位置するように配置される、非水電解質二次電池。 - 請求項1〜3のいずれか1項に記載の非水電解質二次電池であって、
前記外部接続部は、前記外部接続部の外表面が前記第1の本体部の外表面と前記第2の本体部の外表面との間に位置するように配置される、非水電解質二次電池。 - 請求項1〜5のいずれか1項に記載の非水電解質二次電池であって、
前記第2の本体部は、その外表面よりも窪んだ凹部を備え、
前記外部接続部は前記凹部に嵌合される、非水電解質二次電池。 - 請求項1〜6のいずれか1項に記載の非水電解質二次電池であって、さらに、
前記第2の本体部に配置され、前記外部接続部の周縁を覆う絶縁体を有する、非水電解質二次電池。 - 請求項1〜7のいずれか1項に記載の非水電解質二次電池であって、さらに、
前記第2部材の内面に配置される絶縁体を有する、非水電解質二次電池。 - 請求項1〜8のいずれか1項に記載の非水電解質二次電池であって、
前記第1部材は、前記第2部材側に開口した箱状の形状である、非水電解質二次電池。 - 請求項1〜8のいずれか1項に記載の非水電解質二次電池であって、
前記第2部材は、前記第1部材側に開口した箱状の形状である、非水電解質二次電池。 - 請求項1〜8のいずれか1項に記載の非水電解質二次電池であって、
前記第1部材は、前記第2部材側に開口した箱状の形状であり、
前記第2部材は、前記第1部材側に開口した箱状の形状である、非水電解質二次電池。
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