JP2016001580A - 二次電池の製造方法及び二次電池 - Google Patents
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Abstract
Description
負極外部端子及び正極外部端子がそれぞれ電池蓋を貫通した状態となるように、前記電池蓋に対して前記負極外部端子及び前記正極外部端子をそれぞれ固定する第1工程と、
前記負極外部端子と、電池缶の内部に配置されて発電体の負極電極に対して接合される負極内部端子と、を相互に接合するとともに、前記正極外部端子と、前記電池缶の内部に配置されて前記発電体の正極電極に対して接合される正極内部端子と、を相互に接合する第2工程と、
をこの順に行う二次電池の製造方法を提供する。
一端に開口部を有する電池缶と、
負極電極と正極電極とを有し、前記電池缶内に収容されている発電体と、
前記電池缶の前記開口部を封止している電池蓋と、
前記電池蓋を貫通した状態で、それぞれ前記電池蓋に対して外部端子固定部において固定されている負極外部端子及び正極外部端子と、
前記電池缶の内部に配置され、前記負極外部端子における前記電池缶の内部の部分に対して、前記外部端子固定部とは別の第1接合部において接合されているとともに、前記負極電極に対しても接合されている負極内部端子と、
前記電池缶の内部に配置され、前記正極外部端子における前記電池缶の内部の部分に対して、前記外部端子固定部とは別の第2接合部において接合されているとともに、前記正極電極に対しても接合されている正極内部端子と、
を有する二次電池を提供する。
また、本発明によれば、効率よく簡単に製造することが可能な構造の二次電池を提供することができる。
図1は実施形態に係る二次電池の製造方法における各工程を示す斜視図である。
図2は実施形態に係る二次電池100を示す図であり、このうち(a)は分解斜視図、(b)は斜視図である。なお、図2(a)においては、栓23の図示を省略し、代わりに、栓23によって閉塞される注液孔21を示している。
図3は第1の実施形態に係る二次電池100の外部端子50(負極外部端子50a、正極外部端子50b)と内部端子60(負極内部端子60a、正極内部端子60b)との接合構造を説明するための図であり、このうち(a)は接合後の構造を示す斜視図、(b)は接合前の分解斜視図である。
第1工程では、負極外部端子50a及び正極外部端子50bがそれぞれ電池蓋20を貫通した状態となるように、電池蓋20に対して負極外部端子50a及び正極外部端子50bをそれぞれ固定する。
第2工程では、負極外部端子50aと、電池缶10の内部に配置されて発電体30の負極電極31に対して接合される負極内部端子60aと、を相互に接合するとともに、正極外部端子50bと、電池缶10の内部に配置されて発電体30の正極電極32に対して接合される正極内部端子60bと、を相互に接合する。
二次電池100は、更に、負極外部端子50aと、正極外部端子50bと、負極内部端子60aと、正極内部端子60bと、を有する。
負極外部端子50a及び正極外部端子50bは、電池蓋20を貫通した状態で、それぞれ電池蓋20に対して外部端子固定部(第1固定部41、第2固定部42)において固定されている。
負極内部端子60aは、電池缶10の内部に配置され、負極外部端子50aにおける電池缶10の内部の部分に対して、外部端子固定部(第1固定部41)とは別の第1接合部71において接合されているとともに、負極電極31に対しても接合されている。
正極内部端子60bは、電池缶10の内部に配置され、正極外部端子50bにおける電池缶10の内部の部分に対して、外部端子固定部(第2固定部42)とは別の第2接合部72において接合されているとともに、正極電極32に対しても接合されている。
注液孔21は、該注液孔21に設けられた栓23(図2(b))によって封止されている。
圧力開放弁22は、電池蓋20における圧力開放弁22以外の部分よりも薄肉に形成されており、電池蓋20と電池缶10とにより確定される電池内部領域の圧力が上昇したときに破断してガスを放出するようになっている。
負極外部端子50aは、電池蓋20の第1貫通孔に挿通されて、電池蓋20を貫通している。同様に、正極外部端子50bは、電池蓋20の第2貫通孔に挿通されて、電池蓋20を貫通している。
同様に、第2固定部42は、正極外部端子50bを電池蓋20における第2貫通孔の縁部に対して固定しているとともに、正極外部端子50bを電池蓋20に対して絶縁している。
また、第1固定部41は、第1貫通孔を密閉するシール材としても機能する。同様に、第2固定部42は、第2貫通孔を密閉するシール材としても機能する。
同様に、正極外部端子50bの下端部51には、正極内部端子60bの上端部61が接合されており、正極内部端子60bは、正極外部端子50bに対して連接されている。正極外部端子50bと正極内部端子60bとの接合部は、第2接合部72である。
同様に、正極外部端子50b及び正極内部端子60bは、それらの長手方向が電池蓋20に対して略直交する方向に延在している。
一方、正極内部端子60bは、例えば、アルミニウム合金等のアルミニウム系の金属材料により構成されており、正極外部端子50bは、正極内部端子60bと同種の金属材料により構成されている。
各発電体30の正極電極32は、正極内部端子60bに対して接合されている。
このため、各発電体30は、それぞれ負極内部端子60aから正極内部端子60bに亘って架設されている。
そして、電池蓋20の周縁部が電池缶10の開口部10aの縁部に対して接合され、封止されている。
第1工程においては、図示しないインサート成形用の金型又はアウトサート成形用の金型に負極外部端子50a及び正極外部端子50bをそれぞれ固定した状態で、第1固定部41及び第2固定部42を一括して射出成形により形成する。すなわち、射出成形として、インサート成形又はアウトサート成形を行う。
なお、負極外部端子50a及び正極外部端子50bの表面が予め粗面化されているため、負極外部端子50aに対する第1固定部41の接合強度、並びに、正極外部端子50bに対する第2固定部42の接合強度を、それぞれ十分に得ることができる。
これにより、図1(c)に示す状態となる。
なお、発電体30を負極内部端子60a及び正極内部端子60bに対してそれぞれ接合する工程は、負極外部端子50aと負極内部端子60aとを相互に接合するとともに正極外部端子50bと正極内部端子60bとを相互に接合する工程の前に行っても良い。
よって、第1工程において、射出成形によって第1固定部41及び第2固定部42を形成し、負極外部端子50a及び正極外部端子50bを電池蓋20に固定する場合でも、負極端子及び正極端子の各々の全体を金型に固定する必要がない。すなわち、負極外部端子50a及び正極外部端子50bを金型に固定すれば良い。このため、金型の構造を簡素化することができるとともに、第1工程の際における負極端子及び正極端子の取り回し(ハンドリング)が容易となる。
よって、二次電池を効率よく簡単に製造することができる。
二次電池100の高容量化、高エネルギー密度化が進むのに伴い、負極内部端子60a及び正極内部端子60bはより複雑に屈曲したり、分岐したりすると考えられるが、第1工程では、負極内部端子60a及び正極内部端子60bは取り扱う必要がない。
第1工程において、射出成形によって第1固定部41及び第2固定部42を形成し、負極外部端子50a及び正極外部端子50bを電池蓋20に固定する場合でも、それぞれ直線状に形成された負極外部端子50a及び正極外部端子50bを金型に固定すれば良い。このため、金型の構造を更に簡素化することができるとともに、第1工程の際における負極端子及び正極端子の取り回し(ハンドリング)が更に容易となる。
図4は第2の実施形態に係る二次電池100の外部端子50(負極外部端子50a、正極外部端子50b)と内部端子60(負極内部端子60a、正極内部端子60b)との接合構造を説明するための図であり、このうち(a)は接合後の構造を示す斜視図、(b)は接合前の分解斜視図である。
そして、差込突起62が差込孔52に差し込まれることによって、内部端子60と外部端子50とが相互に接合されている。差込突起62は、例えば、差込孔52に対して圧入固定されている。
なお、これとは逆に、内部端子60に差込孔が形成され、外部端子50に差込突起が形成されていても良い。
また、第1接合部71における負極外部端子50aと負極内部端子60aとの接合、並びに、第2接合部72における正極外部端子50bと正極内部端子60bとの接合は、それぞれ機械的接合であるので、冶金的な接合を行わなくても、負極外部端子50aと負極内部端子60a、並びに、正極外部端子50bと正極内部端子60bを接合することが可能である。
図5は第3の実施形態に係る二次電池100の外部端子50(負極外部端子50a、正極外部端子50b)と内部端子60(負極内部端子60a、正極内部端子60b)との接合構造を説明するための図であり、このうち(a)は接合後の構造を示す斜視図、(b)は接合前の分解斜視図である。
そして、係合フック63と係合フック53とが相互に係合することによって、内部端子60と外部端子50とが相互に接合されている。
図6は第4の実施形態に係る二次電池100の外部端子50(負極外部端子50a、正極外部端子50b)と内部端子60(負極内部端子60a、正極内部端子60b)との接合構造を説明するための図であり、このうち(a)は接合前の分解斜視図、(b)は接合前の分解断面図、(c)は接合後の構造を示す断面図である。
外部端子50(負極外部端子50a、正極外部端子50b)の下端部51には、下方に向けて開口した差込孔54が形成されている。差込孔54内には板ばね部54aが設けられている。板ばね部54aは、外部端子50と一体形成されていても良いし、外部端子50とは別体に形成された後、外部端子50に対して差込固定されていても良い。
図7は第5の実施形態に係る二次電池100の外部端子50(負極外部端子50a、正極外部端子50b)と内部端子60(負極内部端子60a、正極内部端子60b)との接合構造を説明するための図であり、このうち(a)は接合前の分解斜視図、(b)は接合前の分解正面図、(c)は接合後の構造を示す正面断面図である。
外部端子50(負極外部端子50a、正極外部端子50b)の下端部51には、下方に向けて開口した差込孔55が形成されている。
そして、差込突起65が差込孔55に差し込まれた後、外部端子50の下端部51がかしめられることによって、内部端子60と外部端子50とが相互に接合されている。
図8は第6の実施形態に係る二次電池100の外部端子50(負極外部端子50a、正極外部端子50b)及び内部端子60(負極内部端子60a、正極内部端子60b)の構造を説明するための斜視図である。
また、正極内部端子60bの一方の対向部67bに対し、一方の発電体30の正極電極32が接合され、他方の対向部67bに対し、他方の発電体30の正極電極32が接合されている。
また、内部端子60の各分岐部67に、それぞれ発電体30を設けることができる。
図9は第7の実施形態に係る二次電池100の外部端子50(負極外部端子50a、正極外部端子50b)及び内部端子60(負極内部端子60a、正極内部端子60b)の構造を説明するための斜視図であり、このうち(a)は接合後の構造を示す斜視図、(b)は内部端子の平面図である。
図10は第7の実施形態に係る二次電池100の分解斜視図である。
また、内部端子60は、その板面が、内部端子60の長手軸周りに90度捻られた形状に形成されているので、内部端子60を発電体30の端面に接合することができる。よって、二次電池100の高出力化、高エネルギー密度化を好適に実現することができる。
10a 開口部
20 電池蓋
21 注液孔
22 圧力開放弁
23 栓
30 発電体
31 負極電極
32 正極電極
41 第1固定部(外部端子固定部)
42 第2固定部(外部端子固定部)
50 外部端子
50a 負極外部端子
50b 正極外部端子
51 下端部
52 差込孔
53 係合フック
54 差込孔
54a 板ばね部
55 差込孔
60 内部端子
60a 負極内部端子
60b 正極内部端子
61 上端部
62 差込突起
63 係合フック
63a 上端部
64 差込突起
64a 係止突起
65 差込突起
65a 括れ部
67 分岐部
67a 傾斜部
67b 対向部
68 捻れ部
69 発電体保持部
71 第1接合部
72 第2接合部
Claims (14)
- 負極外部端子及び正極外部端子がそれぞれ電池蓋を貫通した状態となるように、前記電池蓋に対して前記負極外部端子及び前記正極外部端子をそれぞれ固定する第1工程と、
前記負極外部端子と、電池缶の内部に配置されて発電体の負極電極に対して接合される負極内部端子と、を相互に接合するとともに、前記正極外部端子と、前記電池缶の内部に配置されて前記発電体の正極電極に対して接合される正極内部端子と、を相互に接合する第2工程と、
をこの順に行う二次電池の製造方法。 - 前記第2工程では、前記負極外部端子と前記負極内部端子との接合、並びに、前記正極外部端子と前記正極内部端子との接合を、それぞれ冶金的接合方法又は機械的接合方法で行う請求項1に記載の二次電池の製造方法。
- 前記冶金的接合方法は、溶接である請求項2に記載の二次電池の製造方法。
- 前記機械的接合方法は、差し込み固定する方法、係合固定する方法、板ばねを用いて係合固定する方法、及び、かしめ固定する方法、のうちの何れか一種以上である請求項2に記載の二次電池の製造方法。
- 前記負極外部端子及び前記正極外部端子はそれぞれ直線状の形状に形成され、
前記負極内部端子及び前記正極内部端子はそれぞれ屈曲した形状又は分岐した形状に形成されている請求項1乃至4の何れか一項に記載の二次電池の製造方法。 - 前記第1工程では、第1貫通孔及び第2貫通孔が形成された前記電池蓋の前記第1貫通孔に前記負極外部端子を挿通するとともに、前記第2貫通孔に前記正極外部端子を挿通した状態で、熱可塑性樹脂組成物を射出成形することによって、前記負極外部端子を前記電池蓋における前記第1貫通孔の縁部に対して固定する第1固定部と、前記正極外部端子を前記電池蓋における前記第2貫通孔の縁部に対して固定する第2固定部と、を形成する請求項1乃至5の何れか一項に記載の二次電池の製造方法。
- 前記射出成形は、インサート成形又はアウトサート成形である請求項6に記載の二次電池の製造方法。
- 前記熱可塑性樹脂組成物が、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、フッ素樹脂、アクリル樹脂、ポリアミド、ポリイミド、アセタール樹脂、ポリカーボネート、ポリフェニレンオキシド、ポリフェニレンスルフィド、ポリエステルおよびポリスルホンからなる群から選ばれる少なくともいずれか一つの熱可塑性樹脂を含有する請求項6又は7に記載の二次電池の製造方法。
- 前記負極外部端子、前記負極内部端子、前記正極外部端子及び前記正極内部端子は、銅系金属又はアルミニウム系金属からなる請求項1乃至8の何れか一項に記載の二次電池の製造方法。
- 一端に開口部を有する電池缶と、
負極電極と正極電極とを有し、前記電池缶内に収容されている発電体と、
前記電池缶の前記開口部を封止している電池蓋と、
前記電池蓋を貫通した状態で、それぞれ前記電池蓋に対して外部端子固定部において固定されている負極外部端子及び正極外部端子と、
前記電池缶の内部に配置され、前記負極外部端子における前記電池缶の内部の部分に対して、前記外部端子固定部とは別の第1接合部において接合されているとともに、前記負極電極に対しても接合されている負極内部端子と、
前記電池缶の内部に配置され、前記正極外部端子における前記電池缶の内部の部分に対して、前記外部端子固定部とは別の第2接合部において接合されているとともに、前記正極電極に対しても接合されている正極内部端子と、
を有する二次電池。 - 前記第1接合部における前記負極外部端子と前記負極内部端子との接合、並びに、前記第2接合部における前記正極外部端子と前記正極内部端子との接合は、それぞれ冶金的接合又は機械的接合である請求項10に記載の二次電池。
- 前記冶金的接合は、溶接である請求項11に記載の二次電池。
- 前記機械的接合は、差し込み固定、係合固定、板ばねを用いた係合固定、及び、かしめ固定のうちの何れか一種以上である請求項11に記載の二次電池。
- 前記負極外部端子及び前記正極外部端子はそれぞれ直線状の形状に形成され、
前記負極内部端子及び前記正極内部端子はそれぞれ屈曲した形状又は分岐した形状に形成されている請求項10乃至13の何れか一項に記載の二次電池。
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