JP2016103412A - Square secondary battery - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は封口板に絶縁部材を介して集電体が固定された角形二次電池に関する。 The present invention relates to a prismatic secondary battery in which a current collector is fixed to a sealing plate via an insulating member.
電気自動車(EV)やハイブリッド電気自動車(HEV、PHEV)の駆動用電源において、アルカリ二次電池や非水電解質二次電池が使用されている。これらの二次電池をEVないしHEV、PHEV等の車載用電池として使用する場合、高容量ないし高出力特性が要求されるので、多数の二次電池が直列ないし並列に接続された組電池として使用される。そのため、車載用電池としてはスペース効率の点から角形二次電池が多く使用されている。 Alkaline secondary batteries and non-aqueous electrolyte secondary batteries are used as power sources for driving electric vehicles (EV) and hybrid electric vehicles (HEV, PHEV). When these secondary batteries are used as in-vehicle batteries such as EVs, HEVs, PHEVs, etc., high capacity or high output characteristics are required, so a large number of secondary batteries are used as assembled batteries connected in series or in parallel. Is done. For this reason, prismatic secondary batteries are often used as in-vehicle batteries from the viewpoint of space efficiency.
これらの角形二次電池では、開口を有する金属製の外装缶と、その開口を封止する封口板により電池ケースが形成される。電池ケース内には、正極板、負極板及びセパレータからなる電極体が、電解液と共に収納される。封口板には正極端子及び負極端子が固定される。正極端子は正極集電体を介して正極板に電気的に接続され、負極端子は負極集電体を介して負極板に電気的に接続される。 In these prismatic secondary batteries, a battery case is formed by a metal outer can having an opening and a sealing plate for sealing the opening. In the battery case, an electrode body composed of a positive electrode plate, a negative electrode plate, and a separator is housed together with an electrolytic solution. A positive electrode terminal and a negative electrode terminal are fixed to the sealing plate. The positive electrode terminal is electrically connected to the positive electrode plate via the positive electrode current collector, and the negative electrode terminal is electrically connected to the negative electrode plate via the negative electrode current collector.
電池ケースが正極及び負極のいずれの極性も有さない構成とする場合、正極端子及び封口板の間には絶縁性のガスケットが配置され、正極集電体と封口板の間には絶縁部材が配置され、正極端子及び正極集電体と封口板の間がそれぞれ電気的に絶縁される。また、負極端子及び封口板の間には絶縁性のガスケットが配置され、負極集電体と封口板の間には絶縁部材が配置され、負極端子及び負極集電体と封口板の間がそれぞれ電気的に絶縁される。 When the battery case is configured to have no polarity of either the positive electrode or the negative electrode, an insulating gasket is disposed between the positive electrode terminal and the sealing plate, and an insulating member is disposed between the positive electrode current collector and the sealing plate. The terminals and the positive electrode current collector are electrically insulated from the sealing plate. An insulating gasket is disposed between the negative electrode terminal and the sealing plate, an insulating member is disposed between the negative electrode current collector and the sealing plate, and the negative electrode terminal, negative electrode current collector and the sealing plate are electrically insulated from each other. .
電池ケースが負極の極性を有する構成とする場合、正極端子及び封口板の間には絶縁性のガスケットが配置され、正極集電体と封口板の間には絶縁部材が配置され、正極端子及び正極集電体と封口板の間がそれぞれ電気的に絶縁される。そして、負極端子ないし負極集電体が封口板に接続される。また、電池ケースが正極の極性を有する構成とする場合、負極端子及び封口板の間には絶縁性のガスケットが配置され、負極集電体と封口板の間には絶縁部材が配置され、負極端子及び負極集電体と封口板の間がそれぞれ電気的に絶縁される。そして、正極端子ないし正極集電体が封口板に接続される。 When the battery case has a negative polarity, an insulating gasket is disposed between the positive terminal and the sealing plate, an insulating member is disposed between the positive current collector and the sealing plate, and the positive terminal and the positive current collector. And the sealing plate are electrically insulated from each other. Then, a negative electrode terminal or a negative electrode current collector is connected to the sealing plate. When the battery case has a positive polarity, an insulating gasket is disposed between the negative terminal and the sealing plate, an insulating member is disposed between the negative current collector and the sealing plate, and the negative terminal and the negative current collector are disposed. The electric body and the sealing plate are electrically insulated from each other. A positive electrode terminal or a positive electrode current collector is connected to the sealing plate.
これらの角形二次電池において集電体と封口板の間に配置される絶縁部材としては、平板状の絶縁部材や、下記特許文献1及び2に開示されるように平板状の本体部の周縁に周縁リブを設けた絶縁部材などが提案されている。平板状の本体部の周縁に周縁リブを設けた絶縁部材を用いた場合、集電体において封口板に対して平行に配置される板状の端子接続部の側面に周縁リブが当接するため、端子接続部の回転方向の動きを抑制することが可能となり、集電体と端子の接続部の損傷・破損を防止できる。なお、下記特許文献3に開示されているように、このリブは環状に設ける必要はなく、一部に切欠き部が形成されるようにしてもよい。
As the insulating member disposed between the current collector and the sealing plate in these prismatic secondary batteries, a flat insulating member or a peripheral edge of the flat main body as disclosed in
また、これらの角形二次電池では、下記特許文献4及び5に開示されているように電極体は絶縁シートにより覆われた状態で外装缶に収納されており、前記絶縁シートにより電極体と外装缶が接触することを防止している。
In these prismatic secondary batteries, as disclosed in
図6は、角形二次電池を構成する封口板31を電池内部側から見た図であり、負極端子32側の拡大図である。金属製の封口板31は金属製の角形外装缶33の開口を封止するように角形外装缶33に溶接接続されている。封口板31にはガスケット及び絶縁部材34を介して負極端子32及び負極集電体35が固定されている。負極集電体35は封口板31に対して平行に配置される板状の端子接続部35aを有する。負極端子32の先端は、ガスケット、封口板31、絶縁部材34及び端子接続部35aのそれぞれに設けられた貫通孔に挿入され先端部がカシメられる。これにより負極端子32、ガスケット、封口板31、絶縁部材34及び端子接続部35aが一体的に固定される。絶縁部材34は、封口板31に対して平行に配置される平板状の本体部34aを有する。本体部34aは、負極集電体35の端子接続部35aの上面(封口板31側の面)よりも上方(封口板31側)に位置する。本体部34aの周縁には、周縁リブ34bが形成されている。この周縁リブ34bの一部には切欠き部34cが形成されている。言い換えると、本体部34aの周縁の一部に周縁リブ34bが形成されていない部分が設けられ、この部分が切欠き部34cとなる。負極集電体35の端子接続部35aの端部には電極体に向かって延びるリード部35bが形成されている。
FIG. 6 is a view of the
図6に示す角形二次電池では、端子接続部35aと周縁リブ34bの間に細長い導電性の異物40が挟まり、この細長い導電性の異物40を介して負極集電体35と角形外装缶33とが電気的に接続される虞がある。このような課題は、負極側のみではなく正極側にも存在する。集電体と角形外装缶が意図せず電気的に接続された場合、正極と負極が短絡する、あるいは角形外装缶が腐食する等の課題が生じる虞がある。なお、細長い導電性の異物は電池製造中に電極体等に付着し、電解液を角形外装缶に注液する際、電解液によりこの異物が流され集電体の端子接続部と絶縁部材の周縁リブ絶縁部材に挟まるものと考えられる。なお、導電性の異物は、集電体の端子接続部と絶縁部材の本体部の間に挟まる可能性もある。
In the prismatic secondary battery shown in FIG. 6, an elongated conductive
本発明はこのような課題を解決するものであり、集電体と角形外装缶が意図しない状態で電気的に接続されることを確実に防止した角形二次電池を提供することを目的とする。 The present invention solves such a problem, and an object of the present invention is to provide a prismatic secondary battery that reliably prevents the current collector and the prismatic outer can from being electrically connected in an unintended state. .
上記目的を達成するため、本発明の角形二次電池は、
上方に開口部を有する金属製の角形外装缶と、
前記開口部を封止する金属製の封口板と、
前記角形外装缶に収納される電極体と、
前記電極体の極板に電気的に接続された集電体と、
前記集電体に電気的に接続された端子と、
前記封口板と前記集電体の間に配置される絶縁部材と、
前記封口板と前記端子の間に配置されるガスケットと、
前記電極体を覆い前記電極体と前記角形外装缶の間に配置される絶縁シートを備えた角形二次電池であって、
前記封口板は前記角形外装缶に溶接接続されており、
前記集電体は前記端子に接続され前記封口板に対して平行に配置される板状の端子接続部と、前記端子接続部の端部から前記電極体に向かって延びるリード部を有し、
前記絶縁部材は、前記端子接続部の上面よりも上方に位置し前記封口板と前記端子接続部の間に前記封口板に対して平行に配置された板状の本体部と、前記本体部の周縁に形成された周縁リブを有し、
前記絶縁シートの上端部は前記本体部の下面よりも上方に位置し、
前記絶縁シートの上端部は前記封口板と接していない。
In order to achieve the above object, the prismatic secondary battery of the present invention provides:
A metal square outer can having an opening above,
A metal sealing plate for sealing the opening;
An electrode body housed in the rectangular outer can;
A current collector electrically connected to the electrode plate of the electrode body;
A terminal electrically connected to the current collector;
An insulating member disposed between the sealing plate and the current collector;
A gasket disposed between the sealing plate and the terminal;
A prismatic secondary battery comprising an insulating sheet that covers the electrode body and is disposed between the electrode body and the prismatic outer can,
The sealing plate is welded to the square outer can,
The current collector has a plate-like terminal connecting portion connected to the terminal and arranged in parallel to the sealing plate, and a lead portion extending from the end of the terminal connecting portion toward the electrode body,
The insulating member is located above the upper surface of the terminal connecting portion and is disposed in parallel with the sealing plate between the sealing plate and the terminal connecting portion; and Having a peripheral rib formed on the periphery,
The upper end of the insulating sheet is located above the lower surface of the main body,
The upper end portion of the insulating sheet is not in contact with the sealing plate.
上記構成によると、集電体と角形外装缶の間に絶縁シートが配置される構成となり、集電体と角形外装缶が絶縁シートを介さず直接対向することがない。したがって、集電体と絶縁部材の周縁リブの間に細長い導電性の異物が挟まった状態となっても、この細長い異物を介して集電体と角形外装缶が電気的に接続されることを確実に防止できる。また、絶縁シートの上端部が封口板と接していないため、封口板を角形外装缶に溶接する際に、絶縁シートにより溶接作業が阻害されない。また封口板との接触により絶縁シートが変形する虞がない。なお、絶縁シートの上端部が、封口板の下面よりも0.1mm以上下方に位置することが好ましい。 According to the said structure, it becomes the structure by which an insulating sheet is arrange | positioned between a collector and a square-shaped exterior can, and a collector and a square-shaped exterior can do not directly oppose without interposing an insulating sheet. Therefore, even when a thin and long conductive foreign object is sandwiched between the current collector and the peripheral rib of the insulating member, the current collector and the rectangular outer can are electrically connected via the thin and long foreign object. It can be surely prevented. Further, since the upper end portion of the insulating sheet is not in contact with the sealing plate, the welding operation is not hindered by the insulating sheet when the sealing plate is welded to the rectangular outer can. Moreover, there is no possibility that the insulating sheet is deformed by contact with the sealing plate. In addition, it is preferable that the upper end part of an insulating sheet is located 0.1 mm or more below the lower surface of a sealing board.
また、前記本体部の側面と前記角形外装缶の内面の間の最短距離が1.0mm未満であることが好ましい。このような構成においては、本発明が特に効果的である。 Moreover, it is preferable that the shortest distance between the side surface of the main body and the inner surface of the rectangular outer can is less than 1.0 mm. In such a configuration, the present invention is particularly effective.
また、前記リード部は、前記端子接続部と前記リード部の境界部の近傍に位置する境界近傍部を有し、前記境界近傍部は、前記リード部において、前記端子接続部と前記リード部の境界部から下方に3mm以内に位置する部分であり、前記境界近傍部と前記角形外装缶の間の最短距離が1.2mm未満であることが好ましい。このような構成においては、本発明が特に効果的である。 Further, the lead portion has a boundary vicinity portion located in the vicinity of the boundary portion between the terminal connection portion and the lead portion, and the boundary vicinity portion is formed between the terminal connection portion and the lead portion in the lead portion. It is a part located within 3 mm downward from the boundary part, and it is preferable that the shortest distance between the boundary vicinity part and the rectangular outer can is less than 1.2 mm. In such a configuration, the present invention is particularly effective.
また、前記角形二次電池はリチウムイオン二次電池であり、前記角形外装缶はアルミニウム又はアルミニウム合金製であることが好ましい。このような構成においては、本発明が特に効果的である。 The rectangular secondary battery is preferably a lithium ion secondary battery, and the rectangular outer can is preferably made of aluminum or an aluminum alloy. In such a configuration, the present invention is particularly effective.
また、周縁リブには一部切欠き部が形成されていてもよい。切欠き部は、端子接続部とリード部の境界部に対応する位置に形成されていることが好ましい。このような構成であると、絶縁部材上に集電体を配置する際にリード部が周縁リブに接触し配置作業を阻害することを防止できる。このときリード部の幅に対して切欠き部の幅を大きくすることが好ましい。例えば、リード部の両側と周縁リブの間にそれぞれ0.3mm以上の隙間ができるようにすることが好ましい。但し、本発明において切欠き部は必須の構成ではない。 Moreover, the notch part may be partially formed in the peripheral rib. The notch is preferably formed at a position corresponding to the boundary between the terminal connection portion and the lead portion. With such a configuration, it is possible to prevent the lead portion from coming into contact with the peripheral rib when the current collector is arranged on the insulating member and hindering the arrangement work. At this time, it is preferable to make the width of the notch portion larger than the width of the lead portion. For example, it is preferable that a gap of 0.3 mm or more is formed between each side of the lead portion and the peripheral rib. However, the notch is not an essential configuration in the present invention.
以下に本発明の実施形態を図面を用いて詳細に説明する。まず、図1を用いて実施形態に係る角形二次電池20の構成を説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. First, the structure of the square
図1に示すように、角形二次電池20は、上方に開口部を有する金属製の角形外装缶2と、当該開口部を封止する金属製の封口板3を備える。角形外装缶2及び封口板3により電池ケースが構成される。角形二次電池20は、正極板と負極板とがセパレータ(いずれも図示省略)を介して巻回された偏平状の巻回電極体1を角形外装缶2の内部に収容し、封口板3によって角形外装缶2を密閉したものである。角形外装缶2及び封口板3は、例えばアルミニウム又はアルミニウム合金製である。角形二次電池20は、巻回電極体1の極板に電気的に接続された集電体として、負極板に接続された負極集電体6と、正極板に接続された正極集電体8を備える。巻回電極体1は、巻回軸方向の両端部にそれぞれ正極合剤及び負極合剤が塗布されていない負極芯体露出部4、正極芯体露出部5を備えている。負極芯体露出部4は、例えば銅又は銅合金製の負極集電体6を介して負極端子7に接続されている。正極芯体露出部5は、例えばアルミニウム又はアルミニウム合金製の正極集電体8を介して正極端子9に接続されている。なお、負極集電体6に電気的に接続された負極端子7及び正極集電体8に電気的に接続された正極端子9は、いずれも封口板3上に突設されている。負極集電体6は負極芯体露出部4に溶接接続されており、負極芯体露出部4において負極集電体6が配置される側と反対側の面には負極集電体受け部品が配置されている。正極集電体8は正極芯体露出部5に溶接接続されており、正極芯体露出部5において正極集電体8が配置される側と反対側の面には正極集電体受け部品8dが配置されている。
As shown in FIG. 1, the rectangular
負極端子7及び負極集電体6はそれぞれガスケット10、絶縁部材11を介して封口板3に固定される。正極端子9及び正極集電体8はそれぞれガスケット12、絶縁部材13を介して封口板3に固定される。ガスケット10,12は、封口板3と各端子の間にそれぞれ配置され、絶縁部材11,13は、封口板3と各集電体の間にそれぞれ配置されている。負極端子7及び正極端子9はそれぞれ鍔部7a、9aを有する。巻回電極体1は絶縁シート14に覆われた状態で角形外装缶2内に収納される。絶縁シート14は、巻回電極体1を覆い巻回電極体1と角形外装缶2の間に配置されている。封口板3は角形外装缶2の開口縁部にレーザ溶接等により溶接接続される。封口板3は電解液注液孔15を有し、この電解液注液孔15は注液後、封止栓16により封止される。封口板3には電池内部の圧力が高くなった場合にガスを排出するためのガス排出弁17が形成されている。
The
次に、巻回電極体1の製造方法について説明する。正極活物質として例えばコバルト酸リチウム(LiCoO2)を含む正極合剤を、正極芯体である厚さ15μmの矩形状のアルミニウム箔の両面に均一に塗布して正極活物質合剤層を形成し、短辺方向の一方側の端部に正極活物質合剤が塗布されていない所定幅の正極芯体露出部を形成することにより、正極板を作製した。また。負極活物質として例えば天然黒鉛粉末を含む負極合剤を、負極芯体である厚さ8μmの矩形状の銅箔の両面に均一に塗布して負極活物質合剤層を形成し、短辺方向の一方側の端部に負極活物質合剤が塗布されていない所定幅の負正極芯体露出部を形成することにより、負極板を作製した。
Next, a method for manufacturing the
上述の方法で得られた正極板の正極芯体露出部と負極板の負極芯体露出部とがそれぞれ対向する電極の活物質合剤層と重ならないようにずらして、ポリエチレン製の多孔質セパレータを間に介在させて巻回することによって、両端に複数の銅箔が積層された負極芯体露出部4と、複数のアルミニウム箔が積層された正極芯体露出部5とが形成された実施形態で使用する偏平状の巻回電極体1を作製した。
The polyethylene porous separator is obtained by shifting the positive electrode core exposed portion of the positive electrode plate obtained by the above method and the negative electrode core exposed portion of the negative electrode plate so as not to overlap the active material mixture layer of the opposing electrode. In the embodiment, a negative electrode core exposed portion 4 in which a plurality of copper foils are laminated at both ends and a positive electrode core exposed
次に、負極集電体6及び正極集電体8の封口板3への取り付け状態を図1〜図5を用いて説明する。
Next, the attachment state to the sealing
図1及び図2に示すように、封口板3の長手方向における一方端側において、封口板3の電池外部側にガスケット10が、封口板3の電池内部側に絶縁部材11が配置されている。そして、負極端子7はガスケット10上に配置され、負極集電体6は絶縁部材11の下面上に配置されている。そして、負極端子7、ガスケット10、封口板3、絶縁部材11及び負極集電体6が一体的に固定されている。負極集電体6は、封口板3に対して平行に配置され負極端子7に接続される板状の端子接続部6aと、端子接続部6aの端部から巻回電極体1に向かって延びるリード部6bと、リード部6bの先端側に位置し負極芯体露出部4に接続される接続部6cを有する。
As shown in FIGS. 1 and 2, on one end side in the longitudinal direction of the sealing
封口板3の長手方向における他方端側において、封口板3の電池外部側にガスケット12が、封口板3の電池内部側に絶縁部材13が配置されている。そして、正極端子9はガスケット12上に配置され、正極集電体8は絶縁部材13の下面上に配置されている。そして、正極端子9、ガスケット12、封口板3、絶縁部材13及び正極集電体8が一体的に固定されている。正極集電体8は、封口板3に対して平行に配置され正極端子9に接続される板状の端子接続部8aと、端子接続部8aの端部から巻回電極体1に向かって延びるリード部8bと、リード部8bの先端側に位置し正極芯体露出部5に接続される接続部8cを有する。
On the other end side in the longitudinal direction of the sealing
ここで、負極端子7の近傍及び正極端子9の近傍の構成について説明するが、負極側と正極側とでは、集電体及び端子の材料が相違しており、構造については実質的に対称になっている他は同様の構成を備えている。そのため、以下においては、負極側を例に挙げて説明することとし、正極側についてはその詳細な説明は省略する。
Here, the configuration in the vicinity of the
図3に示すように、絶縁部材11は、封口板3に対して平行に配置される板状の本体部11aと、本体部11aの周縁に設けられた周縁リブ11bを有する。本体部11aは、負極集電体6の端子接続部6aと封口板3の間に配置される。また、本体部11aは負極集電体6の端子接続部6aの上面(封口板3側の面)よりも上方(封口板3側)に位置する。周縁リブ11bは、負極集電体6の端子接続部6aの側面と角形外装缶2の内面の間に位置する。周縁リブ11bは、端子接続部6aの回転方向の動きを抑制する役割を果たす。この周縁リブ11bには切欠き部11cが設けられており、言い換えると、本体部11aの周縁には、一部に周縁リブ11bが形成されていない部分が設けられている。
As shown in FIG. 3, the insulating
この切欠き部11cは、負極集電体6における端子接続部6aとリード部6bの境界部に対応する部分に設けられている。この位置に切欠き部11cが設けられていると、負極集電体6の端子接続部6aを絶縁部材11の本体部11a上に配置する際、周縁リブ11bが負極集電体6のリード部6bと干渉し配置作業を阻害することを防止できる。なお、本体部11aの幅方向において、負極集電体6における端子接続部6aとリード部6bの境界部に対応する部分と対向する部分にも切欠き部11cを設けることができる。
The
負極集電体6及び正極集電体8は、それぞれ負極芯体露出部4及び正極芯体露出部5に接続する前に、封口板3に固定接続しておくことが好ましい。固定接続方法は次の通りである。まず、封口板3の表面側にガスケット10を配置し、封口板3の裏面側に絶縁部材11及び負極集電体6の端子接続部6aを配置する。そして、負極端子7をガスケット10の貫通孔、封口板3の貫通孔、絶縁部材11の貫通孔、及び端子接続6aの貫通孔に挿入し、負極端子7の先端をカシメることにより固定する。なお、負極端子7と端子接続部6aとの境界部をレーザ溶接してもよい。正極側も負極側と同様の方法で固定される。
The negative electrode
封口板3に負極集電体6及び正極集電体8を介して接続された巻回電極体1は、上面を除く周囲を袋状或いは箱形状に折り曲げ成形した樹脂製、例えばポリプロピレン製の絶縁シート14で包まれた状態で角形外装缶2に挿入される。これにより、絶縁シート14は角形外装缶2の底面と巻回電極体1の間、及び角形外装缶2の4つの側面と巻回電極体1の間にそれぞれ位置し、絶縁シート14により巻回電極体1と角形外装缶2の間が電気的に絶縁された状態となる。その後、角形外装缶2と封口板3の当接部をレーザ溶接する。そして、封口板3に形成された電解液注液孔15より非水電解液を注液し、封止栓16により電解液注液孔15を封止する。
The
図4及び図5に示すように、角形二次電池20においては、箱状に成形された絶縁シート14は封口板3側に開口を有し、絶縁シート14の上端部は封口板3の近傍まで延びている。
As shown in FIGS. 4 and 5, in the rectangular
角形二次電池20においては、絶縁シート14の上端部の位置が絶縁部材11の本体部11aの下面(端子接続部6a側の面)よりも上方(封口板3側)に位置している。このため、負極集電体6と角形外装缶2の間には必ず絶縁シート14が配置される状態となり、負極集電体6と角形外装缶2が直接対向する部分が存在しない。したがって、例え細長い導電性の異物が負極集電体6の端子接続部6aと絶縁部材11の間に挟まったとしても、この導電性の異物を介して負極集電体6と角形外装缶2の間が電気的に接続されることを確実に防止できる。
In the rectangular
なお、図7に示すように、絶縁シート14の上端部の位置が絶縁部材11の本体部11aの下面よりも下方(巻回電極体1側)に位置している場合、細長い導電性の異物40を介して負極集電体6と角形外装缶2の間が電気的に接続される可能性があるため、本発明が解決しようとする課題を解決することができない。
In addition, as shown in FIG. 7, when the position of the upper end part of the insulating
実施形態の角形二次電池20においては、絶縁シート14の上端部が封口板3と接していない。このため、封口板3と角形外装缶2の間をレーザ溶接等により溶接接続する際に、絶縁シート14が溶接作業を阻害することがない。なお、絶縁シート14の上端部が封口板3の下面から0.1mm以上離れていることが好ましい。
In the rectangular
図8は、図4におけるX部分の拡大図であり、絶縁シート14を省略した図である。図8に示すように、絶縁部材11の本体部11aの側面と角形外装缶2の内面の最短距離D1が1.0mm未満である角形二次電池に、絶縁シート14の上端部を絶縁部材11の本体部11aの下面よりも上方に配置した構成(以下、「上記構成」という)を適用すると特に効果的である。
FIG. 8 is an enlarged view of a portion X in FIG. As shown in FIG. 8, the upper end portion of the insulating
また、上記構成は、リード部6bにおける境界近傍部6eと角形外装缶2の間の最短距離D2が1.2mm未満である角形二次電池に適用すると特に効果的である。ここで、境界近傍部6eはリード部6bにおいて、端子接続部6aとリード部6bの境界部6dから下方に3mm以内に位置する部分とする。
The above configuration is particularly effective when applied to a prismatic secondary battery in which the shortest distance D2 between the
図8に示すように、負極集電体6は端子接続部6aとリード部6bの境界部6dを有する。リード部6bは、境界部6dから下方に3mm以内に位置する境界近傍部6eを有する。このような角形二次電池において、境界近傍部6eと角形外装缶2の最短距離D2が1.2mm未満の場合、本発明が解決しようとする課題が生じやすくなる。したがって、このような角形二次電池に上記構成を適用することがより効果的である。
As shown in FIG. 8, the negative electrode
また、導電性の異物を介して集電体と角形外装缶が電気的に接続されることをより確実に防止するためには、絶縁シート14と絶縁部材11の距離が0.1mm以上離れるように配置することが好ましい。
Further, in order to more reliably prevent the current collector and the rectangular outer can from being electrically connected via the conductive foreign matter, the distance between the insulating
また、絶縁シート14の上端部が本体部11aの上面よりも上方に位置するようにしてもよい。このような構成とするためには、封口板3の内面側において絶縁シート14の上端部と対応する位置に凹部を設け(例えば、上記特許文献3のFig.5のような形状)、この凹部内に絶縁シート14の上端部が位置するようにすればよい。
Further, the upper end portion of the insulating
上記構成は負極側及び正極側の少なくとも一方に適用されていればよい。但し、上記構成は負極側に適用することが好ましい。角形二次電池がリチウムイオン二次電池であり、角形外装缶がアルミニウム又はアルミニウム合金からなる場合、負極集電体と角形外装缶が電気的に接続されると、角形外装缶が腐食する虞がある。したがって、上記構成を負極側に適用すると、角形外装缶の腐食を確実に防止できる。また、角形外装缶が正の極性を有する場合、上記構成を負極側に適用すると、正負極の短絡を確実に防止できる。 The said structure should just be applied to at least one of the negative electrode side and the positive electrode side. However, the above configuration is preferably applied to the negative electrode side. When the prismatic secondary battery is a lithium ion secondary battery and the prismatic outer can is made of aluminum or an aluminum alloy, the prismatic outer can may be corroded when the negative electrode current collector and the prismatic outer can are electrically connected. is there. Therefore, when the above configuration is applied to the negative electrode side, corrosion of the rectangular outer can can be reliably prevented. In addition, when the rectangular outer can has a positive polarity, a short circuit between the positive and negative electrodes can be reliably prevented by applying the above configuration to the negative electrode side.
上記実施形態においては角形外装缶に収納される電極体として巻回電極体を例示したが、電極体は積層型電極体であってもよい。 In the above embodiment, the wound electrode body is exemplified as the electrode body housed in the rectangular outer can, but the electrode body may be a laminated electrode body.
角形外装缶は金属製であればよく、材質は限定されない。但し、角形外装缶はアルミニウム又はアルミニウム合金製であることが好ましい。また、絶縁シートは電気的に絶縁性を有していればよく、ポリオレフィン製のシート等を用いることができる。絶縁部材は電気的に絶縁性を有していればよく、樹脂製部材であることが好ましい。 The rectangular outer can may be made of metal, and the material is not limited. However, the rectangular outer can is preferably made of aluminum or an aluminum alloy. The insulating sheet only needs to be electrically insulating, and a polyolefin sheet or the like can be used. The insulating member only needs to be electrically insulating, and is preferably a resin member.
1・・・巻回電極体
2・・・角形外装缶
3・・・封口板
4・・・負極芯体露出部
5・・・正極芯体露出部
6・・・負極集電体 6a・・・端子接続部 6b・・・リード部 6c・・・接続部
6d・・・境界部 6e・・・境界近傍部
7・・・負極端子 7a・・・鍔部
8・・・正極集電体 8a・・・端子接続部 8b・・・リード部 8c・・・接続部
8d・・・正極集電体受け部品
9・・・正極端子 9a・・・鍔部
10、12・・・ガスケット
11、13・・・絶縁部材
11a・・・本体部 11b・・・周縁リブ 11c・・・切欠き部
14・・・絶縁シート
15・・・電解液注液孔
16・・・封止栓
17・・・ガス排出弁
20・・・角形二次電池
31・・・封口板
32・・・負極端子
33・・・角形外装缶
34・・・絶縁部材 34a・・・本体部 34b・・・周縁リブ
35・・・負極集電体 35a・・・端子接続部 35b・・・リード部
40・・・導電性の異物
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記開口部を封止する金属製の封口板と、
前記角形外装缶に収納される電極体と、
前記電極体の極板に電気的に接続された集電体と、
前記集電体に電気的に接続された端子と、
前記封口板と前記集電体の間に配置される絶縁部材と、
前記封口板と前記端子の間に配置されるガスケットと、
前記電極体を覆い前記電極体と前記角形外装缶の間に配置される絶縁シートを備えた角形二次電池であって、
前記封口板は前記角形外装缶に溶接接続されており、
前記集電体は前記端子に接続され前記封口板に対して平行に配置される板状の端子接続部と、前記端子接続部の端部から前記電極体に向かって延びるリード部を有し、
前記絶縁部材は、前記端子接続部の上面よりも上方に位置し前記封口板と前記端子接続部の間に前記封口板に対して平行に配置された板状の本体部と、前記本体部の周縁に形成された周縁リブを有し、
前記絶縁シートの上端部は前記本体部の下面よりも上方に位置し、
前記絶縁シートの上端部は前記封口板と接していない角形二次電池。 A metal square outer can having an opening above,
A metal sealing plate for sealing the opening;
An electrode body housed in the rectangular outer can;
A current collector electrically connected to the electrode plate of the electrode body;
A terminal electrically connected to the current collector;
An insulating member disposed between the sealing plate and the current collector;
A gasket disposed between the sealing plate and the terminal;
A prismatic secondary battery comprising an insulating sheet that covers the electrode body and is disposed between the electrode body and the prismatic outer can,
The sealing plate is welded to the square outer can,
The current collector has a plate-like terminal connecting portion connected to the terminal and arranged in parallel to the sealing plate, and a lead portion extending from the end of the terminal connecting portion toward the electrode body,
The insulating member is located above the upper surface of the terminal connecting portion and is disposed in parallel with the sealing plate between the sealing plate and the terminal connecting portion; and Having a peripheral rib formed on the periphery,
The upper end of the insulating sheet is located above the lower surface of the main body,
A rectangular secondary battery in which an upper end portion of the insulating sheet is not in contact with the sealing plate.
前記境界近傍部は、前記リード部において、前記端子接続部と前記リード部の境界部から下方に3mm以内に位置する部分であり、
前記境界近傍部と前記角形外装缶の間の最短距離が1.2mm未満である請求項1又は2に記載の角形二次電池。 The lead portion has a boundary vicinity portion located in the vicinity of a boundary portion between the terminal connection portion and the lead portion,
The boundary vicinity portion is a portion located within 3 mm downward from the boundary portion between the terminal connection portion and the lead portion in the lead portion,
The prismatic secondary battery according to claim 1 or 2, wherein a shortest distance between the boundary vicinity and the prismatic outer can is less than 1.2 mm.
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US10147931B2 (en) | 2016-08-31 | 2018-12-04 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Prismatic secondary battery |
CN109546224A (en) * | 2017-09-21 | 2019-03-29 | 三洋电机株式会社 | The manufacturing method of secondary cell |
WO2023163400A1 (en) * | 2022-02-28 | 2023-08-31 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | Cylindrical secondary battery, and battery pack and vehicle comprising same |
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2014
- 2014-11-28 JP JP2014241255A patent/JP2016103412A/en active Pending
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