JP2016062659A - Power storage device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、蓄電装置に関する。 The present invention relates to a power storage device.
近年、リチウムイオン二次電池は、電子機器の電源だけでなく、ハイブリッド車や電気自動車の電源として採用されている。通常、リチウムイオン二次電池の電池ケース内には、発電要素としての電極組立体が収容されており、電極組立体は金属箔に正極活物質を塗布した正極と、金属箔に負極活物質を塗布した負極と、正極と負極との間に介在されるセパレータとを有している。電極組立体としては、例えば、巻回型の電極組立体と積層型の電極組立体が存在する。巻回型の電極体は、長尺状の正極および負極の間にセパレータを介在させた電極シートを巻回することにより形成されている。一方、積層型の電極組立体は、多数枚の正極、負極およびセパレータが交互に積層される構造を有する。 In recent years, lithium ion secondary batteries have been adopted not only as power sources for electronic devices but also as power sources for hybrid vehicles and electric vehicles. Usually, a battery case of a lithium ion secondary battery contains an electrode assembly as a power generation element. The electrode assembly includes a positive electrode obtained by applying a positive electrode active material to a metal foil, and a negative electrode active material on the metal foil. It has a coated negative electrode and a separator interposed between the positive electrode and the negative electrode. As an electrode assembly, for example, there are a wound electrode assembly and a stacked electrode assembly. The wound electrode body is formed by winding an electrode sheet with a separator interposed between a long positive electrode and a negative electrode. On the other hand, a stacked electrode assembly has a structure in which a large number of positive electrodes, negative electrodes, and separators are alternately stacked.
蓄電装置の従来技術としては、例えば、特許文献1に開示された角形密閉式電池が知られている。特許文献1に開示された角形密閉式電池では、極板群を挿入した角形電池ケースの開口部に封口板が気密に溶接されている。角形電池ケースの極板群を積層する方向に対向する両側壁に、底面より電池総高さの1/2乃至1/3の位置で、かつ角形電池ケースの厚みの最大部の90%乃至97%となる厚み最小部を有する曲面状の凹部が設けられている。特許文献1に開示された角形密閉式電池によれば、極板群の膨張に起因する溶接封口部の引張り応力割れの発生による漏液が防止されるとしている。 As a prior art of a power storage device, for example, a rectangular sealed battery disclosed in Patent Document 1 is known. In the rectangular sealed battery disclosed in Patent Document 1, a sealing plate is airtightly welded to an opening of a rectangular battery case into which an electrode plate group is inserted. 90% to 97% of the maximum thickness of the prismatic battery case at the position of 1/2 to 1/3 of the total battery height from the bottom surface on both side walls facing in the direction of stacking the electrode group of the prismatic battery case. A curved concave portion having a minimum thickness portion of% is provided. According to the square sealed battery disclosed in Patent Document 1, leakage due to the occurrence of tensile stress cracks in the weld seal due to expansion of the electrode plate group is prevented.
また、別の従来技術としては、例えば、特許文献2に開示された非水電解液二次電池を挙げることができる。特許文献2に開示された非水電解液二次電池は、樹脂製多孔質セパレータで正極と負極1とが絶縁されている電極素子を持ち、非水電解液を注入してある非水電解液二次電池である。そして、特許文献2に開示された非水電解液二次電池では、電池ケースは、内部方向に凸部を持っており、また、凸部を持っている面に垂直な方向における電極素子挿入前のケース内厚みは、電極素子厚みに対して0.3倍以上で1.09倍未満である。特許文献2に開示された非水電解液二次電池によれば、電極間が十分密着され、さらに高温に曝された場合でも電池ケースの膨張を抑えることができるとしている。 Moreover, as another prior art, the nonaqueous electrolyte secondary battery disclosed by patent document 2 can be mentioned, for example. The non-aqueous electrolyte secondary battery disclosed in Patent Document 2 has an electrode element in which a positive electrode and a negative electrode 1 are insulated by a resin porous separator, and a non-aqueous electrolyte is injected with the non-aqueous electrolyte It is a secondary battery. In the nonaqueous electrolyte secondary battery disclosed in Patent Document 2, the battery case has a convex portion in the inner direction, and before the electrode element is inserted in a direction perpendicular to the surface having the convex portion. The thickness in the case is 0.3 times or more and less than 1.09 times the electrode element thickness. According to the non-aqueous electrolyte secondary battery disclosed in Patent Document 2, the electrodes are sufficiently in close contact with each other, and the expansion of the battery case can be suppressed even when exposed to high temperatures.
しかしながら、特許文献1に開示された角形密閉式電池や特許文献2に開示された非水電解液二次電池では、電池ケース内の電極組立体に対して面圧が均等に作用しないという問題がある。電池ケース内の電極組立体に対して面圧が均等に作用しないと、例えば、偏った膨張の発生により電池としての性能が不安定になるほか、電極組立体の膨張時に内部短絡が起こり易くなる等の不具合が生じるおそれがある。 However, in the rectangular sealed battery disclosed in Patent Document 1 and the nonaqueous electrolyte secondary battery disclosed in Patent Document 2, there is a problem that the surface pressure does not act equally on the electrode assembly in the battery case. is there. If the surface pressure does not act evenly on the electrode assembly in the battery case, for example, the battery performance becomes unstable due to the occurrence of uneven expansion, and an internal short circuit is likely to occur when the electrode assembly expands. There is a risk of problems such as this.
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、電池ケース内の電極組立体に対して面圧を均等に作用させることができる蓄電装置の提供にある。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a power storage device that can apply a surface pressure evenly to an electrode assembly in a battery case.
上記の課題を解決するために、本発明は、複数の正極および複数の負極が絶縁状態を保ちつつ交互に積層又は巻回される層状の電極組立体と、前記電極組立体を収容する電池ケースと、を備え、前記電池ケースは、開口を有する有底筒状のケース本体と、前記ケース本体の開口側に形成された開口側端部に接合される蓋体と、を備え、前記ケース本体は、前記開口側端部を備える断面矩形の筒状壁と、前記筒状壁において前記開口側端部の反対側となる端部に設けた底壁と、を有し、前記筒状壁は、前記電極組立体の積層方向の端面に当接し、互いに平行に配置される一対の第1側壁と、前記一対の第1側壁と直交するように、互いに平行に配置される一対の第2側壁と、を備える蓄電装置であって、前記第1側壁は、前記開口側に形成される開口側傾斜部と、底壁側に形成される底側傾斜部と、前記開口側傾斜部と前記底側傾斜部の間に形成される中間部と、を備え、前記開口側傾斜部は、前記開口側から前記底壁側へ向けて前記一対の第1側壁の間隔を狭くするように、前記電極組立体の収容方向に対して傾斜して形成され、前記底側傾斜部は、前記底壁側から前記開口側へ向けて前記一対の第1側壁の間隔を狭くするように、前記電極組立体の収容方向に対して傾斜して形成され、前記中間部は、前記一対の第1側壁の間隔を一定とするように形成され、前記電極組立体の積層方向の端面は、前記中間部に当接することを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention provides a layered electrode assembly in which a plurality of positive electrodes and a plurality of negative electrodes are alternately stacked or wound while maintaining an insulating state, and a battery case containing the electrode assembly And the battery case includes a bottomed cylindrical case main body having an opening, and a lid joined to an opening side end formed on the opening side of the case main body, and the case main body Comprises a cylindrical wall having a rectangular cross section provided with the opening side end, and a bottom wall provided at an end of the cylindrical wall opposite to the opening side end, and the cylindrical wall is A pair of first side walls that are in contact with end surfaces of the electrode assembly in the stacking direction and are arranged in parallel with each other; and a pair of second side walls that are arranged in parallel with each other so as to be orthogonal to the pair of first side walls. And the first side wall is formed on the opening side. An opening-side inclined portion, a bottom-side inclined portion formed on the bottom wall side, and an intermediate portion formed between the opening-side inclined portion and the bottom-side inclined portion, The bottom inclined portion is formed so as to be inclined with respect to the accommodation direction of the electrode assembly so as to narrow the gap between the pair of first side walls from the opening side toward the bottom wall side. The gap between the pair of first side walls is narrowed from the wall side toward the opening side, and is inclined with respect to the accommodation direction of the electrode assembly, and the intermediate portion is formed of the pair of first side walls. The electrode assembly is formed so as to have a constant interval, and an end face in the stacking direction of the electrode assembly is in contact with the intermediate portion.
本発明によれば、電池ケース内の電極組立体は、積層方向において一対の第1側壁の間に挟まれる。第1側壁に開口側傾斜部、底側傾斜部、中間部が形成されているから、電極組立体の積層方向の端面は第1側壁の中間部と均一に当接する。このため、電極組立体の積層方向の端面は第1側壁からより均等な面圧を受けることができる。 According to the present invention, the electrode assembly in the battery case is sandwiched between the pair of first side walls in the stacking direction. Since the opening-side inclined portion, the bottom-side inclined portion, and the intermediate portion are formed on the first side wall, the end surface in the stacking direction of the electrode assembly uniformly contacts the intermediate portion of the first side wall. For this reason, the end surface in the stacking direction of the electrode assembly can receive a more uniform surface pressure from the first side wall.
また、上記の蓄電装置において、前記底側傾斜部の前記収容方向の長さは、前記開口側傾斜部の前記収容方向の長さより小さく設定されている構成であってもよい。
この場合、ケース本体と蓋体との接合側となる開口側傾斜部の傾斜が底側傾斜部の傾斜よりも小さくなる。このため、電極組立体の膨張時にケース本体と蓋体との接合部に作用する応力を抑制することができ、膨張時の接合部における破断を防止することができる。底側傾斜部の傾斜は開口側傾斜部の傾斜よりも大きくても接合部が存在しないため、膨張時に底側傾斜部付近が破断することはない。
In the above power storage device, the length of the bottom inclined portion in the accommodation direction may be set smaller than the length of the opening side inclined portion in the accommodation direction.
In this case, the inclination of the opening-side inclined portion that is the bonding side between the case body and the lid is smaller than the inclination of the bottom-side inclined portion. For this reason, the stress which acts on the junction part of a case main body and a cover body at the time of expansion | swelling of an electrode assembly can be suppressed, and the fracture | rupture in the junction part at the time of expansion | swelling can be prevented. Even if the slope of the bottom slope portion is larger than the slope of the opening slope portion, there is no joint, so the vicinity of the bottom slope portion does not break during expansion.
また、上記の蓄電装置において、前記電極組立体は、前記複数の正極および前記複数の負極が絶縁状態を保ちつつ交互に積層されるとともに、前記開口側および前記底壁側に前記正極の端部および前記負極の端部がそれぞれ形成される積層型電極組立体である構成としてもよい。
この場合、積層型電極組立体の積層方向の端面は第1側壁からより均等な面圧を受けることができる。また、電池ケース内の開口側傾斜部側の空間部が、底側傾斜部側の空間部よりも大きくなる場合には、開口側に電極や電極の付属部材が設けられる積層型電極組立体に適した空間を実現することができる。
Further, in the above power storage device, the electrode assembly is configured such that the plurality of positive electrodes and the plurality of negative electrodes are alternately stacked while maintaining an insulating state, and an end portion of the positive electrode on the opening side and the bottom wall side. And it is good also as a structure which is a laminated electrode assembly in which the edge part of the said negative electrode is each formed.
In this case, the end surface in the stacking direction of the stacked electrode assembly can receive a more uniform surface pressure from the first side wall. In addition, when the space portion on the opening side inclined portion side in the battery case is larger than the space portion on the bottom side inclined portion side, an electrode or an electrode attachment member is provided on the opening side. A suitable space can be realized.
また、上記の蓄電装置において、前記開口側傾斜部の前記収容方向の長さは、前記ケース本体に収容された前記電極組立体の前記正極の前記開口側における端部の位置を基準に設定され、前記底側傾斜部の前記収容方向の長さは、前記ケース本体に収容された前記電極組立体の前記正極の前記底壁側における端部の位置を基準に設定されている構成としてもよい。
この場合、底側傾斜部が積層型電極組立体の正極の底壁側における端部の位置を基準に設定されている。このため、電極組立体において正極と負極が互い重畳する部位に中間部を当接させ、正極と負極が互い重畳しない部位に当接させないようにすることができる。従って、電極組立体において膨張する部位に対して第1側壁の中間部からより均等な面圧を付与することができる。
In the above power storage device, the length of the opening-side inclined portion in the accommodation direction is set based on the position of the end of the electrode assembly housed in the case body on the opening side of the positive electrode. The length of the bottom inclined portion in the housing direction may be set based on the position of the end of the electrode assembly housed in the case body on the bottom wall side of the positive electrode. .
In this case, the bottom inclined portion is set based on the position of the end portion on the bottom wall side of the positive electrode of the stacked electrode assembly. For this reason, an intermediate part can be contact | abutted in the site | part which a positive electrode and a negative electrode mutually overlap in an electrode assembly, and it can be made not to contact | abut to the site | part which a positive electrode and a negative electrode do not mutually overlap. Therefore, a more uniform surface pressure can be applied to the portion that expands in the electrode assembly from the middle portion of the first side wall.
本発明によれば、電池ケース内の電極組立体に対して面圧を均等に作用させ、電極組立体が膨張しても電池ケースの接合部が破断しない蓄電装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a power storage device in which a surface pressure is uniformly applied to an electrode assembly in a battery case so that a joint portion of the battery case does not break even when the electrode assembly expands.
以下、本発明の実施形態に係る蓄電装置について図面を参照して説明する。
本実施形態では、蓄電装置としての二次電池について例示し、本実施形態の二次電池は具体的にはリチウムイオン二次電池である。
Hereinafter, a power storage device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
In the present embodiment, a secondary battery as a power storage device is illustrated, and the secondary battery of the present embodiment is specifically a lithium ion secondary battery.
図1および図2に示すように、本実施形態の二次電池10は角型の二次電池である。二次電池10の電池ケース11には電極組立体12が収容されている。図1に示す電池ケース11の長手方向を左右方向として示し、電池ケース11の高さ方向を上下方向として示すほか、電池ケース11の短手方向を前後方向として示す。電池ケース11の高さ方向は電極組立体12の収容方向と一致する。電極組立体12は、電池機能(充電・放電など)を生じさせる発電要素である。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
図3に示すように、電極組立体12は、シート状の正極13とシート状の負極14とを備える。正極13は、矩形の正極本体15と、正極本体15の縁部に形成される帯状の正極集電体16を有する。正極本体15は、正極金属箔17と、正極金属箔17の両面に塗工された正極活物質により形成された正極活物質層18を有する。正極集電体16は正極金属箔17により形成されており、正極集電体16には、正極活物質が塗工されていない。なお、本実施形態の正極金属箔17はアルミニウム箔である。
As shown in FIG. 3, the
負極14は、矩形の負極本体19と、負極本体19の縁部に形成される帯状の負極集電体20を有する。負極本体19は、負極金属箔21と、負極金属箔21の両面に塗工された負極活物質により形成された負極活物質層22を有する。負極集電体20は負極金属箔21により形成されており、負極集電体20には、負極活物質が塗工されていない。なお、本実施形態の負極金属箔21は銅箔である。負極本体19の左右および上下の寸法は、正極本体15より僅かに大きく設定されている。
The
電極組立体12は、正極13と負極14の間を絶縁するセパレータ23を介在させ、複数の正極13および複数の負極14が絶縁状態を保ちつつ交互に積層される層状をなす。つまり、本実施形態の電極組立体12は、複数の正極13および複数の負極14が絶縁状態を保ちつつ交互に積層される積層型電極組立体である。セパレータ23は、負極本体19とほぼ同じ寸法に設定されている。電極組立体12は、例えば、図3、図4に示すように、複数の正極13と複数の負極14を積層して構成される。そして、本実施形態では、電極組立体12の積層方向の両側の端面は負極14により構成されている。
The
各正極集電体16は、電極組立体12の積層方向に沿って列状に配置されている。各負極集電体20は、正極集電体16と重ならないように、正極集電体16と同様に、積層方向に沿って列状に配置されている。本実施形態において、各正極集電体16は互いに同一寸法に設定されており、負極集電体20も同様に互いに同一寸法に設定されている。各正極集電体16は、電極組立体12における前部側に集められて正極集電群25を形成する。各負極集電板28は、正極集電体16と同様に、電極組立体12における前部側に集められて負極集電群26を形成する。
The positive electrode
正極集電群25には正極集電板27が接合され、負極集電群26には負極集電板28が接合されている。図2に示すように、正極集電板27には、過電流保護回路29を介して電気的に接続される正極端子30が設けられている。また、負極集電板28には、過電流保護回路29を介して電気的に接続される負極端子31が設けられている。
A positive electrode
次に、電池ケース11について説明する。電池ケース11は、有底筒状のケース本体35と、ケース本体35の開口36を閉塞する矩形平板状の蓋体37を有している(図1、図4を参照)。ケース本体35および蓋体37は金属材料(例えば、アルミニウム)により形成されている。蓋体37はケース本体35に対してレーザー溶接により固定される。図2に示すように、ケース本体35の内面には、電池ケース11に収容された電極組立体12との絶縁を図るための絶縁部材としての絶縁シート38が貼着されている。また、蓋体37の内側面には、電池ケース11に収容された電極組立体12との絶縁を図るための絶縁部材としての絶縁シート39が貼着されている。
Next, the
図1に示すように、ケース本体35は、断面矩形の筒状壁40と、ケース本体35における開口36の反対側の端部を塞ぐように形成された底壁41と、を備えている。筒状壁40は互いに平行に配置される一対の第1側壁42と、一対の第1側壁42と直交し、互いに平行に配置される一対の第2側壁43と、を備えている。本実施形態の第1側壁42は、電池ケース11において最も大きな面積を有する。筒状壁40の開口36は矩形であり、筒状壁40の開口36側には開口側端部44が形成されている。開口側端部44は、蓋体37と接合される部位であり、筒状壁40の内側面と直角な端面を有している。
As shown in FIG. 1, the case
本実施形態では、図4に示すように、第1側壁42は開口36側に開口側傾斜部46を備えている。開口側傾斜部46は、開口36側から底壁41側へ向けて一対の第1側壁42の間隔を狭くするように、上下方向(電極組立体12の収容方向)に対して傾斜して延在する。従って、開口36側から底壁41側へ向かうにつれて第1側壁42の積層方向の間隔が小さくなる。開口側傾斜部46の上下方向の寸法は、電極組立体12に設けられる正極集電群25、負極集電群26、正極集電板27、負極集電板28等が収容される電池ケース11における開口36側の空間に対応して規定されている。開口側傾斜部46は、端面45の一部を構成する。本実施形態では、開口側傾斜部46の底壁41側の端部は電極組立体12における負極14の開口36側の端部に位置する。
In the present embodiment, as shown in FIG. 4, the
図4に示すように、第1側壁42は底壁41側に底側傾斜部47を備えている。底側傾斜部47は、底壁41側から開口36側へ向けて一対の第1側壁42の積層方向の間隔を狭くするように、上下方向(電極組立体12の収容方向)に対して傾斜して延在する。底側傾斜部47は底壁41と連続して形成されている。従って、底壁41側から開口36側へ向かうにつれて積層方向の第1側壁42の間隔が小さくなる。底側傾斜部47の上下方向の寸法は、電池ケース11に収容された状態の電極組立体12における正極13の底壁41側の端部を基準に設定されている。従って、底側傾斜部47の収容方向の長さは、開口側傾斜部46より小さく設定されている。本実施形態では、底側傾斜部47の開口36側の端部が電池ケース11に収容された状態の電極組立体12における正極13の底壁41側の端部と一致するように、底側傾斜部47の上下方向の寸法が設定されている。本実施形態では、開口36の面積と底壁41の内側の面積は同じ面積に設定されている。従って、開口側傾斜部46の上下方向に対する傾斜角度は底側傾斜部47の傾斜角度よりも小さく設定されている。
As shown in FIG. 4, the
開口側傾斜部46と底側傾斜部47の間に中間部48が形成されている。中間部48は、上下方向に対して傾斜せず、一対の第1側壁42の積層方向の間隔を一定とする。一対の第1側壁42における中間部48の間隔は、電極組立体12の膨張を見込んで設定されている。従って、ケース本体35には、電極組立体12の膨張を見込んだ積層方向の凹部が形成されている。中間部48は、電極組立体12が電池ケース11に収容された状態では、電極組立体12の積層方向の両端面にわたって均一に当接する。つまり、電極組立体12は中間部48から積層方向の均等な面圧を受ける。電極組立体12が充電等によって積層方向に一定の範囲で膨張しても、中間部48の積層方向の間隔が拡がる変形に止まる。なお、図4では、開口側傾斜部46と底側傾斜部47の傾斜角度を誇張して図示しているが、開口側傾斜部46と底側傾斜部47の傾斜角度は実際には外観からの目視によって判別できない程度の傾斜角度である。また、図4ではセパレータ23の図示を省略している。
An
本実施形態のケース本体35は、図5に示すように製作される。まず、材料である金属板からケース本体35の予備成形体Pを、プレス金型(図示せず)を用いた塑性成形により得る。予備成形体Pには、開口側傾斜部46および底側傾斜部47が形成されず、予備成形体Pにおいて第1側壁42に相当する部位の間隔は一定である。次に、予備成形体Pをハイドロフォーミング用の成形型Mに設置し、予備成形体Pの内部に高圧液体Lを充填する。予備成形体Pには高圧液体Lの充填により、第1側壁42に相当する壁部に開口側傾斜部46および底側傾斜部47が形成され、その結果、ケース本体35が得られる。
The
図1、図2に示すように、蓋体37には、電極組立体12の正極端子30と負極端子31を挿通する一対の通孔49が形成されている。通孔49には絶縁リング50が装着されており、絶縁リング50は正極端子30および負極端子31と蓋体37との絶縁を図るためのものである。また、蓋体37には電解液を電池ケース11内へ注入するための注液口(図示せず)が設けられており、注液口は封止部材(図示)により封止される。蓋体37の長手方向の中心付近には、安全弁(図示せず)が設けられている。安全弁は、電池ケース11内におけるガスの発生により電池ケース11内の圧力が所定圧力に達したときに開弁して、電池ケース11内のガスを外部に放出する機能を有している。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
本実施形態の二次電池10では、ケース本体35に電極組立体12が収容される。ケース本体35に電極組立体12が収容された状態では、正極本体15の上端は、ケース本体35における開口36側の端部に相当し、正極本体15の下端は、ケース本体35における底壁41側の端部に相当する。また、負極本体19の上端は、ケース本体35における開口36側の端部に相当し、負極本体19の下端は、ケース本体35における底壁41側の端部に相当する。そして、中間部48は電極組立体12において正極13と負極14が重畳する部位に対して積層方向の均等な面圧を付与する。その後、蓋体37がケース本体35にレーザー溶接により接合され、ケース本体35内に電解液が注液口を通じて注液される。注液後に注液口は封止され、コンデイショニング工程において初期充電が行われる。初期充電後に電極組立体12は積層方向に膨張するが、電極組立体12において正極13と負極14が重なる部位は、中間部48から積層方向の均等な面圧を受けるから、電池としての性能が安定し、膨張時に内部短絡が起こり難い。また、本実施形態では、予め電極組立体12の膨張を見込んだケース本体35が形成されており、見込みの範囲内にて膨張する場合には、膨張によりケース本体35と蓋体37とのレーザー溶接による接合部が破断したり、この接合部にクラックが生じたりしない。従って、電池ケース11の耐圧性能が低下することはない。
In the
本実施形態の二次電池10は、以下の作用効果を奏する。
(1)電池ケース11内の電極組立体12は、積層方向において一対の第1側壁42の間に挟まれる。第1側壁42に開口側傾斜部46、底側傾斜部47、中間部48が形成されているから、電極組立体12の積層方向の端面は第1側壁42の中間部48と均一に当接する。このため、電極組立体12の積層方向の端面は第1側壁42からより均等な面圧を受けることができる。その結果、電池としての性能が安定するほか、電極組立体12が膨張しても内部短絡を起こり難い。
The
(1) The
(2)第1側壁42の開口側傾斜部46、底側傾斜部47は、電極組立体12の膨張を見込んで形成されているほか、底側傾斜部47の収容方向の長さは、開口側傾斜部46の収容方向の長さより小さく設定されている。その結果、ケース本体35と蓋体37との接合側となる開口側傾斜部46の傾斜が底側傾斜部47の傾斜よりも小さくなる。このため、電極組立体12の膨張時にケース本体35と蓋体37との接合部に作用する応力を抑制することができ、膨張時の接合部における破断を防止することができる。底側傾斜部47の傾斜は開口側傾斜部46の傾斜よりも大きくても接合部が存在しないため、接合部に作用する応力よりも大きな応力が膨張時に底側傾斜部47付近に作用しても、底側傾斜部47付近が破断することはない。また、電池ケース11内における底側傾斜部47付近の空間を小さくすることができるから、電池ケース11内において余分な空間の増大を抑制することができる。また、電極組立体12の付属部品等の収容スペースが電池ケース11の開口36側付近に必要となる場合であっても、開口側傾斜部46側の空間部は、底側傾斜部47側の空間部よりも大きくすることができる。このため、開口側傾斜部46付近の空間に収容スペースを設けることができる。
(2) The opening-side
(3)電極組立体12は、複数の正極13および複数の負極14が絶縁状態を保ちつつ交互に積層されるとともに、開口36側および前記底壁41側に正極13の端部および負極14の端部がそれぞれ形成される積層型電極組立体としている。電池ケース11内の開口側傾斜部46側の空間部は、底側傾斜部47側の空間部よりも大きくすることができ、開口36側に電極(正極13および負極14)や電極の付属部材(集電体、集電板等)が設けられる積層型電極組立体に適した空間形成を実現できる。
(3) In the
(4)開口側傾斜部46の収容方向の長さは、ケース本体35に収容された電極組立体12の正極13の開口36側における端部の位置を基準に設定されている。また、底側傾斜部47の収容方向の長さは、電極組立体12の正極13の底壁41側における端部の位置を基準に設定されている。このため、電極組立体12の積層方向の端面において正極13と負極14が互い重畳する部位と中間部48を当接させ、正極13と負極14が互い重畳しない部位に中間部48を当接させないようにすることができる。これにより、電極組立体12における膨張する部位に対して第1側壁42の中間部48からより均等な面圧を付与することができる。
(4) The length of the opening-side
(5)底側傾斜部47が電極組立体12の正極13の底壁41側における端部の位置を基準に設定されている。このため、電極組立体12をケース本体35に収容する際、電極組立体12の負極14の端部が底壁41に当接することにより、電極組立体12における正極13と負極14が互い重畳する部位を確実に中間部48に位置決めすることができる。
(5) The bottom inclined
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく発明の趣旨の範囲内で種々の変更が可能であり、例えば、次のように変更してもよい。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are possible within the scope of the gist of the invention. For example, the following modifications may be made.
○ 上記の実施形態では、電極組立体としての積層型電極組立体を例示して説明したが、電極組立体は積層型電極組立体に限らない。電極組立体は、複数の正極および複数の負極が絶縁状態を保ちつつ、巻回されることにより層状に形成される巻回型電極組立体であってもよい。電極組立体が巻回型電極組立体の場合は、ケース本体の中間部が当接可能な積層方向の端面が電極組立体に形成されるように、偏平状の巻回型電極組立体であればよい。この場合、上記の実施形態と同様に、第1側壁の中間部は巻回型電極組立体の積層方向における端面に対して均等な面圧を付与することができる。
○ 上記の実施形態では、底側傾斜部が電極組立体の正極の底壁側における端部の位置を基準に設定したが、この限りではない。例えば、底側傾斜部は、正極の底壁側における端部の位置を基準にせずに設定してもよく、少なくとも、底側傾斜部の収容方向の長さが開口側傾斜部より小さく設定されていれば自由に設定することが可能である。この場合、電極組立体において正極と負極が互い重畳する部位が中間部から均一な面圧を受け易くするように設定することが好ましい。
○ 上記の実施形態では、電池ケースのケース本体の予備成形体を成形しておき、予備成形体に対してハイドロフォーミング(バルジ成形)を行うことにより、第1側壁に開口側傾斜部、底側傾斜部および中間部を形成したが、この限りではない。ケース本体はハイドロフォーミング以外の方法によって製作されてもよい。
○ 上記の実施形態では、ケース本体における開口側傾斜部および底側傾斜部を断面からみて直線的に傾斜したが、この限りではない。例えば、図6に示す変形例に係る二次電池のように、ケース本体35における開口側傾斜部51および底側傾斜部52は、断面から見て曲線的に傾斜する形状であってもよい。変形例に係る二次電池は実施形態と同様の作用効果を奏する。
○ 上記の実施形態では、蓄電装置としてリチウム二次電池を例示して説明したがこの限りではない。蓄電装置はリチウム二次電池以外の二次電池のほか、一次電池に適用してもよい。
In the above embodiment, the multilayer electrode assembly as the electrode assembly has been described as an example, but the electrode assembly is not limited to the multilayer electrode assembly. The electrode assembly may be a wound electrode assembly that is formed in layers by being wound while the plurality of positive electrodes and the plurality of negative electrodes are maintained in an insulating state. When the electrode assembly is a wound electrode assembly, the electrode assembly may be a flat wound electrode assembly so that an end surface in the stacking direction with which the middle portion of the case body can contact is formed on the electrode assembly. That's fine. In this case, similarly to the above-described embodiment, the intermediate portion of the first side wall can apply a uniform surface pressure to the end surface in the stacking direction of the wound electrode assembly.
In the above embodiment, the bottom inclined portion is set based on the position of the end of the electrode assembly on the bottom wall side of the positive electrode, but this is not restrictive. For example, the bottom-side inclined portion may be set without using the position of the end portion on the bottom wall side of the positive electrode as a reference, and at least the length of the bottom-side inclined portion in the accommodation direction is set smaller than the opening-side inclined portion. If so, it can be set freely. In this case, it is preferable to set so that the part where the positive electrode and the negative electrode overlap each other in the electrode assembly is easily subjected to uniform surface pressure from the intermediate part.
In the above embodiment, the preformed body of the case body of the battery case is molded, and hydroforming (bulge molding) is performed on the preformed body, whereby the opening side inclined portion and the bottom side are formed on the first side wall. Although the inclined part and the intermediate part are formed, this is not restrictive. The case body may be manufactured by a method other than hydroforming.
In the above embodiment, the opening-side inclined portion and the bottom-side inclined portion in the case main body are linearly inclined as viewed from the cross section, but this is not restrictive. For example, like the secondary battery according to the modification shown in FIG. 6, the opening-side
In the above embodiment, the lithium secondary battery is illustrated as an example of the power storage device, but this is not restrictive. The power storage device may be applied to a primary battery other than a secondary battery other than a lithium secondary battery.
10 二次電池
11 電池ケース
12 電極組立体
13 正極
14 負極
23 セパレータ
30 正極端子
31 負極端子
35 ケース本体
36 開口
37 蓋体
40 筒状壁
41 底壁
42 第1側壁
43 第2側壁
44 開口側端部
46、51 開口側傾斜部
47、52 底側傾斜部
48 中間部
49 通孔
M 成形型
P 予備成形体
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記電極組立体を収容する電池ケースと、を備え、
前記電池ケースは、開口を有する有底筒状のケース本体と、前記ケース本体の開口側に形成された開口側端部に接合される蓋体と、を備え、
前記ケース本体は、前記開口側端部を備える断面矩形の筒状壁と、前記筒状壁において前記開口側端部の反対側となる端部に設けた底壁と、を有し、
前記筒状壁は、前記電極組立体の積層方向の端面に当接し、互いに平行に配置される一対の第1側壁と、前記一対の第1側壁と直交するように、互いに平行に配置される一対の第2側壁と、を備える蓄電装置であって、
前記第1側壁は、
前記開口側に形成される開口側傾斜部と、底壁側に形成される底側傾斜部と、前記開口側傾斜部と前記底側傾斜部の間に形成される中間部と、を備え、
前記開口側傾斜部は、前記開口側から前記底壁側へ向けて前記一対の第1側壁の間隔を狭くするように、前記電極組立体の収容方向に対して傾斜して形成され、
前記底側傾斜部は、前記底壁側から前記開口側へ向けて前記一対の第1側壁の間隔を狭くするように、前記電極組立体の収容方向に対して傾斜して形成され、
前記中間部は、前記一対の第1側壁の間隔を一定とするように形成され、
前記電極組立体の積層方向の端面は、前記中間部に当接することを特徴とする蓄電装置。 A layered electrode assembly in which a plurality of positive electrodes and a plurality of negative electrodes are alternately stacked or wound while maintaining an insulating state;
A battery case for housing the electrode assembly,
The battery case includes a bottomed cylindrical case main body having an opening, and a lid joined to an opening side end formed on the opening side of the case main body,
The case body includes a cylindrical wall having a rectangular cross section provided with the opening side end, and a bottom wall provided at an end opposite to the opening side end of the cylindrical wall,
The cylindrical walls are in contact with end faces in the stacking direction of the electrode assembly, and are arranged in parallel to each other so as to be orthogonal to the pair of first side walls and the pair of first side walls. A power storage device comprising a pair of second side walls,
The first sidewall is
An opening-side inclined portion formed on the opening side, a bottom-side inclined portion formed on the bottom wall side, and an intermediate portion formed between the opening-side inclined portion and the bottom-side inclined portion,
The opening-side inclined portion is formed so as to be inclined with respect to the accommodation direction of the electrode assembly so as to narrow the interval between the pair of first side walls from the opening side toward the bottom wall side.
The bottom-side inclined portion is formed to be inclined with respect to the accommodation direction of the electrode assembly so as to narrow the interval between the pair of first side walls from the bottom wall side toward the opening side.
The intermediate portion is formed so as to make the interval between the pair of first side walls constant,
An end face in the stacking direction of the electrode assembly is in contact with the intermediate portion.
前記複数の正極および前記複数の負極が絶縁状態を保ちつつ交互に積層されるとともに、
前記開口側および前記底壁側に前記正極の端部および前記負極の端部がそれぞれ形成される積層型電極組立体であることを特徴とする請求項1又は2記載の蓄電装置。 The electrode assembly includes:
The plurality of positive electrodes and the plurality of negative electrodes are alternately stacked while maintaining an insulating state,
3. The power storage device according to claim 1, wherein the power storage device is a multilayer electrode assembly in which an end portion of the positive electrode and an end portion of the negative electrode are formed on the opening side and the bottom wall side, respectively.
前記底側傾斜部の前記収容方向の長さは、前記ケース本体に収容された前記電極組立体の前記正極の前記底壁側における端部の位置を基準に設定されていることを特徴とする請求項3記載の蓄電装置。 The length in the accommodating direction of the opening-side inclined portion is set based on the position of the end portion on the opening side of the positive electrode of the electrode assembly accommodated in the case body,
The length in the accommodation direction of the bottom inclined portion is set based on the position of the end portion on the bottom wall side of the positive electrode of the electrode assembly accommodated in the case body. The power storage device according to claim 3.
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