JP2016126905A - Power storage element - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電極体と、電極体に接続された集電体とを備える蓄電素子に関する。 The present invention relates to a power storage device including an electrode body and a current collector connected to the electrode body.
従来、リチウムイオン二次電池などの蓄電素子は、例えば、2種類の極板(正極および負極)と、正極と負極との間に配置されたセパレータとが積層された電極体を有する。 Conventionally, a storage element such as a lithium ion secondary battery has, for example, an electrode body in which two types of electrode plates (a positive electrode and a negative electrode) and a separator disposed between the positive electrode and the negative electrode are stacked.
電極体の正極および負極のそれぞれの端部には、活物質が塗工されていない金属箔部分(未塗工部)が積層された集束部が形成され、集束部には、集電体と呼ばれる金属製の部材が接続される。集電体には、正極端子または負極端子である電極端子が接続され、電極端子を介して充電および放電が行われる。 At each end of the positive electrode and the negative electrode of the electrode body, a converging part is formed by laminating a metal foil part (uncoated part) that is not coated with an active material. A metal member called is connected. An electrode terminal which is a positive electrode terminal or a negative electrode terminal is connected to the current collector, and charging and discharging are performed via the electrode terminal.
このような構造の蓄電素子における、電極体の集束部と集電体とを接合する手法としては、超音波溶接および抵抗溶接などの各種の手法が存在する。 There are various methods such as ultrasonic welding and resistance welding as a method for joining the converging portion of the electrode body and the current collector in the electricity storage device having such a structure.
特許文献1には、電極体(電極巻回群)の端部を、集電板接続片と支持体とで挟んだ状態で、これらを超音波溶接によって接合した二次電池が開示されている。 Patent Document 1 discloses a secondary battery in which end portions of an electrode body (electrode winding group) are sandwiched between a current collector plate connection piece and a support body, and these are joined by ultrasonic welding. .
この二次電池において、電極巻回群は、セパレータを挟んで正極箔と負極箔とを軸芯の周りに扁平形状に巻回して構成されており、電極巻回群の内周に配置される支持体は、軸芯と固着されることで、電極巻回群に対して固定される。 In this secondary battery, the electrode winding group is configured by winding a positive electrode foil and a negative electrode foil in a flat shape around an axial center with a separator interposed therebetween, and is arranged on the inner periphery of the electrode winding group. The support is fixed to the electrode winding group by being fixed to the shaft core.
電極体の端部の集束部と集電体とを溶接等によって接合する場合、金属箔の積層部分である集束部を、接合時の振動または衝撃等から保護するために、一般に、上記従来の技術における支持体のような補助的な部材(補助部材)が用いられる。 In the case where the converging part at the end of the electrode body and the current collector are joined by welding or the like, in order to protect the converging part that is a laminated part of the metal foil from vibration or impact at the time of joining, An auxiliary member (auxiliary member) such as a support in the art is used.
この補助部材は、接合作業を行う際に電極体に対して安定的に取り付けられていることが作業効率の向上等の観点から好ましい。この点について、上記従来の技術では、電極体を貫通する軸芯に支持体を固着することで、支持体を電極体に対して固定している。しかしながらこの場合、支持体に設けられた複数の孔に、軸芯の端部に配置された突起をそれぞれ挿入して溶着する等の作業が必要であり、このことは、蓄電素子の製造工程の煩雑化を招く。 This auxiliary member is preferably stably attached to the electrode body when performing the joining work from the viewpoint of improving work efficiency. In this regard, in the above-described conventional technique, the support is fixed to the electrode body by fixing the support to the shaft core that penetrates the electrode body. However, in this case, it is necessary to perform operations such as inserting and welding the protrusions arranged at the ends of the shaft cores into the plurality of holes provided in the support, and this is necessary in the manufacturing process of the storage element. Incurs complications.
本発明は、上記従来の課題を考慮し、電極体と集電体とが補助部材を用いて接合される蓄電素子であって、効率よく製造することのできる蓄電素子を提供することを目的とする。 In view of the above-described conventional problems, the present invention aims to provide an energy storage device in which an electrode body and a current collector are joined using an auxiliary member, and can be efficiently manufactured. To do.
上記目的を達成するために、本発明の一態様における蓄電素子は、極板が積層されることで形成された電極体と、前記電極体の、前記極板の積層方向と交差する第一方向の端部の集束部に接合された集電体および補助部材とを備える蓄電素子であって、前記補助部材は、少なくとも一方が、前記集電体との間に前記集束部を挟んだ状態で前記集束部に接合される第一板部および第二板部、並びに、前記第一方向に平行な面を含み、前記第一板部と前記第二板部とを接続する接続部を有する。 In order to achieve the above object, a power storage device according to one embodiment of the present invention includes an electrode body formed by stacking electrode plates, and a first direction of the electrode body that intersects the stacking direction of the electrode plates. A power storage element comprising a current collector and an auxiliary member joined to a converging portion at an end of the at least one of the auxiliary members, wherein at least one of the auxiliary members sandwiches the converging portion between the current collector A first plate portion and a second plate portion that are joined to the converging portion, and a connection portion that includes a surface parallel to the first direction and connects the first plate portion and the second plate portion.
この構成によれば、例えば蓄電素子の製造時において、例えば、第一板部および第二板部の一方を利用して、第一板部および第二板部の他方が集束部に押し当てられた状態を作り出すことができる。これにより、補助部材を安定的に電極体に対して配置することができる。 According to this configuration, for example, at the time of manufacturing the power storage element, for example, the other of the first plate portion and the second plate portion is pressed against the converging portion using one of the first plate portion and the second plate portion. Can create a state. Thereby, an auxiliary member can be stably arrange | positioned with respect to an electrode body.
その結果、例えば、補助部材が取り付けられた状態の電極体の取り扱いが容易になる。また、集電体と電極体の集束部との接合時における、補助部材の、電極体の集束部に対する位置および姿勢の精度を向上させることができる。 As a result, for example, handling of the electrode body with the auxiliary member attached is facilitated. Further, it is possible to improve the accuracy of the position and posture of the auxiliary member with respect to the converging part of the electrode body at the time of joining the current collector and the converging part of the electrode body.
また、補助部材自身が、補助部材の電極体に対する仮止め部材の役割を担うことが可能となる。そのため、例えば、蓄電素子の製造時における、補助部材の電極体からの脱落または位置ずれ等が抑制され、かつ、補助部材を電極体に仮固定するための治具が不要となる。その結果、例えば、蓄電素子の部品点数を削減できる。 In addition, the auxiliary member itself can serve as a temporary fixing member for the electrode body of the auxiliary member. For this reason, for example, when the power storage element is manufactured, dropping of the auxiliary member from the electrode body or displacement of the auxiliary member is suppressed, and a jig for temporarily fixing the auxiliary member to the electrode body becomes unnecessary. As a result, for example, the number of parts of the power storage element can be reduced.
従って、本態様の蓄電素子は電極体と集電体とが補助部材を用いて接合される蓄電素子であって、効率よく製造することのできる蓄電素子である。 Therefore, the power storage device of this aspect is a power storage device in which the electrode body and the current collector are joined using the auxiliary member, and can be efficiently manufactured.
また、本発明の一態様における蓄電素子において、前記接続部は、前記第一板部および前記第二板部それぞれの、前記積層方向および前記第一方向と交差する第二方向の一端を接続するとしてもよい。 In the energy storage device according to one embodiment of the present invention, the connection portion connects one end of the first plate portion and the second plate portion in the second direction intersecting the stacking direction and the first direction. It is good.
この構成によれば、例えば、第一板部および第二板部のほぼ全域を、電極体の集束部との接合のための領域として有効に用いることができる。 According to this configuration, for example, substantially the entire area of the first plate portion and the second plate portion can be effectively used as a region for joining with the focusing portion of the electrode body.
また、本発明の一態様における蓄電素子において、前記電極体は、前記積層方向に離れて配置された2つの前記集束部を有し、前記集電体は、2つの前記集束部を前記積層方向の両側から挟むように配置された2つの脚部を有し、前記補助部材は2つの前記集束部の間に配置され、前記第一板部および前記第二板部それぞれの外側面が前記集束部と接合されるとしてもよい。 In the power storage device of one embodiment of the present invention, the electrode body includes the two focusing portions that are arranged apart from each other in the stacking direction, and the current collector includes the two focusing portions in the stacking direction. The auxiliary member is disposed between the two converging parts, and the outer surface of each of the first plate part and the second plate part is the converging part. It may be joined to the part.
この構成によれば、補助部材は、例えば1つの電極体の未塗工部の集まりが積層方向に分割されることで形成された2つの集束部の間に挟まれた状態で、電極体に対して安定的に配置される。また、それぞれが集束部に接合される2つの当て板(第一板部および第二板部)を1つの部品(補助部材)として扱うことができ、このことは、作業効率の向上および部品点数の削減等に寄与する。 According to this configuration, the auxiliary member is sandwiched between the two converging portions formed by dividing a collection of uncoated portions of one electrode body in the stacking direction, for example. On the other hand, it is stably arranged. In addition, the two contact plates (first plate portion and second plate portion) that are respectively joined to the converging portion can be handled as one component (auxiliary member), which means improved work efficiency and the number of components. This contributes to the reduction of
また、本発明の一態様における蓄電素子において、前記接続部は、前記第一方向から見た場合において湾曲または屈曲した部分である曲げ部を有するとしてもよい。 In the power storage element of one embodiment of the present invention, the connection portion may include a bent portion that is a curved or bent portion when viewed from the first direction.
この構成によれば、例えば、接続部は、第一板部および第二板部それぞれの積層部と接合される部分(接合部)から遠ざかる向きに突出するように形成される。つまり、第一方向から見た場合において、補助部材が先細りの形状に形成される。これにより、補助部材を、例えば2つの集束部の間に挿入し易くなる。また、この挿入の際に、補助部材が集束部を損傷するような事態の発生が抑制される。 According to this configuration, for example, the connecting portion is formed so as to protrude in a direction away from a portion (joining portion) to be joined to the stacked portion of each of the first plate portion and the second plate portion. That is, when viewed from the first direction, the auxiliary member is formed in a tapered shape. Thereby, it becomes easy to insert an auxiliary member between two focusing parts, for example. Moreover, the occurrence of a situation in which the auxiliary member damages the converging portion during the insertion is suppressed.
また、例えば、接続部は、第一板部および第二板部それぞれの接合部に近づく向きに突出するように形成される。これにより、例えば、補助部材の全長(第一方向および積層方向に交差する方向の長さ)を比較的に短くすることができ、その結果、補助部材を比較的に小さな空間に収めることが可能となる。 Further, for example, the connection portion is formed so as to protrude in a direction approaching the joint portion of each of the first plate portion and the second plate portion. Thereby, for example, the total length of the auxiliary member (the length in the direction intersecting the first direction and the stacking direction) can be made relatively short, and as a result, the auxiliary member can be contained in a relatively small space. It becomes.
また、本発明の一態様における蓄電素子において、前記接続部は、複数の前記曲げ部を有するとしてもよい。 In the power storage element of one embodiment of the present invention, the connection portion may include a plurality of the bending portions.
この構成によれば、接続部の形状を、例えば、第一方向から見た場合において波板状に形成することができる。これにより、例えば接続部の弾性率(弾性係数)を向上させることができ、その結果、例えば補助部材の電極体に対する仮止めがより確実に行われる。 According to this configuration, the shape of the connection portion can be formed in a corrugated plate shape when viewed from the first direction, for example. Thereby, for example, the elastic modulus (elastic coefficient) of the connecting portion can be improved, and as a result, for example, the temporary fixing of the auxiliary member to the electrode body is more reliably performed.
また、本発明の一態様における蓄電素子において、前記補助部材の、前記接続部側の端部は、先端に近づくほど前記第一方向の幅が狭くなるように形成されているとしてもよい。 In the power storage element of one embodiment of the present invention, the end portion of the auxiliary member on the connection portion side may be formed so that the width in the first direction becomes narrower as it approaches the tip end.
この構成によれば、電極体が巻回型である場合において、補助部材は、電極体の湾曲部に近い端部が、積層方向から見た場合において先細りの形状である。これにより、例えば、補助部材を電極体の最内周に無理なく挿入できる。また、電極体に補助部材をより安定的に取り付けることができる。 According to this configuration, when the electrode body is a wound type, the auxiliary member has a tapered shape when the end portion close to the curved portion of the electrode body is viewed from the stacking direction. Thereby, for example, the auxiliary member can be inserted without difficulty in the innermost circumference of the electrode body. In addition, the auxiliary member can be more stably attached to the electrode body.
また、本発明の一態様における蓄電素子において、前記電極体は、前記積層方向に離れて配置された2つの前記集束部を有し、前記集電体は、2つの前記集束部のそれぞれに、前記積層方向の内側から当接するように配置された2つの脚部を有し、前記補助部材は2つの前記集束部を前記積層方向の両側から挟むように配置され、前記第一板部および前記第二板部それぞれの内側面が前記集束部と接合されるとしてもよい。 Further, in the power storage element according to one aspect of the present invention, the electrode body includes the two focusing portions that are disposed apart from each other in the stacking direction, and the current collector is provided in each of the two focusing portions. Two leg portions arranged so as to come into contact with each other in the stacking direction, and the auxiliary member is arranged so as to sandwich the two converging portions from both sides in the stacking direction, the first plate portion and the The inner surface of each second plate part may be joined to the converging part.
この構成によれば、補助部材は、例えば1つの電極体の未塗工部の集まりが積層方向に分割されることで形成された2つの集束部を挟んだ状態で、電極体に対して安定的に配置される。また、それぞれが集束部に接合される2つの当て板(第一板部および第二板部)を1つの部品(補助部材)として扱うことができ、このことは、作業効率の向上および部品点数の削減等に寄与する。 According to this configuration, the auxiliary member is stable with respect to the electrode body in a state where, for example, two converging parts formed by a collection of uncoated parts of one electrode body being divided in the stacking direction are sandwiched. Arranged. In addition, the two contact plates (first plate portion and second plate portion) that are respectively joined to the converging portion can be handled as one component (auxiliary member), which means improved work efficiency and the number of components. This contributes to the reduction of
また、本発明の一態様における蓄電素子において、前記接続部は、前記第一板部および前記第二板部の少なくとも一方を前記集束部の方向に付勢するとしてもよい。 Moreover, the electrical storage element in 1 aspect of this invention WHEREIN: The said connection part may urge at least one of said 1st board part and said 2nd board part in the direction of the said convergence part.
この構成によれば、例えば、接続部の形状、素材、または寸法等を変更することで、第一板部および第二板部を外側または内側に付勢する付勢力を調整することができる。そのため、例えば、電極体への取り付けが容易で、かつ、脱落し難い補助部材を、電極体の構造または寸法等に応じて作製することができる。 According to this configuration, for example, the urging force for urging the first plate portion and the second plate portion outward or inward can be adjusted by changing the shape, material, dimension, or the like of the connection portion. Therefore, for example, an auxiliary member that is easy to attach to the electrode body and is difficult to drop off can be produced according to the structure or dimensions of the electrode body.
本発明によれば、電極体と集電体とが補助部材を用いて接合される蓄電素子であって、効率よく製造することができる蓄電素子を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it is an electrical storage element to which an electrode body and a collector are joined using an auxiliary member, Comprising: The electrical storage element which can be manufactured efficiently can be provided.
以下、本発明の実施形態における電池について、図面を参照しながら説明する。なお、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示したものではない。 Hereinafter, a battery according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Each figure is a schematic diagram and is not necessarily illustrated exactly.
また、以下で説明する各実施の形態は、本発明の一具体例を示すものである。以下の各実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置および接続形態、生産工程の順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の各実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。 Each embodiment described below shows one specific example of the present invention. Numerical values, shapes, materials, constituent elements, arrangement positions and connection forms of constituent elements, order of production steps, and the like shown in the following embodiments are merely examples, and are not intended to limit the present invention. In addition, among the constituent elements in the following embodiments, constituent elements that are not described in the independent claims indicating the highest concept are described as optional constituent elements.
(実施の形態1)
まず、実施の形態1における蓄電素子10の構成概要について説明する。
(Embodiment 1)
First, an outline of the configuration of
図1は、実施の形態1における蓄電素子10の外観を示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing an appearance of
図2は、実施の形態1における蓄電素子10の容器100の本体111を分離して蓄電素子10が備える各構成要素を示す斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view showing each component included in
図3は、実施の形態1における蓄電素子10を分解した場合の各構成要素を示す分解斜視図である。なお、図3は、容器100の本体111を省略して図示している。
FIG. 3 is an exploded perspective view showing each component when the
図4は、実施の形態1における電極体140の構成を示す斜視図である。
FIG. 4 is a perspective view showing a configuration of
蓄電素子10は、電気を充電し、また、電気を放電することのできる二次電池であり、より具体的には、リチウムイオン二次電池などの非水電解質二次電池である。例えば、蓄電素子10は、高レートサイクルの充放電を行うようなハイブリッド電気自動車(HEV)などに適用される。なお、蓄電素子10は、非水電解質二次電池には限定されず、非水電解質二次電池以外の二次電池であってもよいし、キャパシタであってもよい。
The
これらの図に示すように、蓄電素子10は、容器100と、負極端子200と、正極端子300とを備えている。また、容器100内方には、負極側の集電体120と、正極側の集電体130と、電極体140とが収容されている。
As shown in these drawings, the
なお、蓄電素子10の容器100の内部には電解液(非水電解質)などの液体が封入されているが、当該液体の図示は省略する。容器100に封入される電解液としては、蓄電素子10の性能を損なうものでなければその種類に特に制限はなく様々なものを選択することができる。
Note that a liquid such as an electrolytic solution (nonaqueous electrolyte) is sealed in the
容器100は、矩形筒状で底を備える本体111と、本体111の開口を閉塞する板状部材である蓋体110とで構成されている。また、容器100は、電極体140等を内部に収容後、蓋体110と本体111とが溶接等されることにより、内部を密封することができるものとなっている。なお、蓋体110および本体111の材質は、特に限定されないが、例えばステンレス鋼など溶接可能な金属であるのが好ましい。
The
電極体140は、図4に示すように、正極146と、セパレータ148aと、負極147と、セパレータ148bとがこの順に積層され、かつ、断面が長円形状になるように巻回されることで形成されている。つまり、本実施の形態では、極板(正極146および負極147)が積層されることで形成された電極体として、巻回型の電極体140が、蓄電素子10に備えられている。
As shown in FIG. 4, the
正極146は、アルミニウムまたはアルミニウム合金などからなる長尺帯状の金属箔の表面に、正極活物質を含む合剤層が形成されたものである。負極147は、銅または銅合金などからなる長尺帯状の金属箔の表面に、負極活物質層を含む合剤層が形成されたものである。セパレータ148a、148bは、例えば樹脂からなる微多孔性のシートである。
The positive electrode 146 is obtained by forming a mixture layer containing a positive electrode active material on the surface of an elongated metal foil made of aluminum or an aluminum alloy. The negative electrode 147 is obtained by forming a mixture layer including a negative electrode active material layer on the surface of a long metal foil made of copper or a copper alloy.
なお、正極活物質層に用いられる正極活物質、または負極活物質層に用いられる負極活物質としては、リチウムイオンを吸蔵放出可能な正極活物質または負極活物質であれば、適宜公知の材料を使用できる。 The positive electrode active material used for the positive electrode active material layer or the negative electrode active material used for the negative electrode active material layer may be a known material as long as it is a positive electrode active material or negative electrode active material capable of occluding and releasing lithium ions. Can be used.
このように構成された電極体140において、より具体的には、正極146と負極147とは、セパレータ148a、148bを介し、巻回軸(本実施の形態ではX軸方向に平行な仮想軸)の方向に互いにずらして巻回されている。
In the
そして、正極146および負極147は、それぞれのずらされた方向の端縁部に、活物質が塗工されていない部分(未塗工部)を有し、未塗工部が積層されることで集束部が形成されている。 And the positive electrode 146 and the negative electrode 147 have the part (uncoated part) in which the active material is not coated in the edge part of each shifted direction, and an uncoated part is laminated | stacked. A converging part is formed.
具体的には、負極147は、巻回軸方向の一端に、未塗工部147aが積層された集束部141、142を有している。また、正極146は、巻回軸方向の他端に、未塗工部146aが積層された集束部143、144を有している。
Specifically, the negative electrode 147 has converging
なお、巻回軸方向は、極板である正極146および負極147のそれぞれの積層方向に交差(本実施の形態では直交)する第一方向と平行な方向であり、第一方向は本実施の形態におけるX軸方向と平行である。 The winding axis direction is a direction parallel to the first direction intersecting (orthogonal in this embodiment) with each of the stacking directions of the positive electrode 146 and the negative electrode 147 which are electrode plates, and the first direction is the present embodiment. It is parallel to the X-axis direction in the form.
また、集束部141および集束部142のそれぞれは、1枚の負極147の一部であり、集束部141および集束部142を一括して1つの集束部として扱うことも可能である。正極146の集束部143および集束部144も同じく1つの集束部として扱うことも可能である。
In addition, each of the focusing
しかし、本実施の形態では、例えば図2および図3に示すように、電極体140の負極147側の端部の集束部は、集電体120の2本の脚部(122、123)のそれぞれに対応する、2つの部分(集束部141、142)に分けて扱われる。また、電極体140の正極146側の端部の集束部は、集電体130の2本の脚部(132、133)のそれぞれに対応する、2つの部分(集束部143、144)に分けて扱われる。
However, in the present embodiment, for example, as shown in FIGS. 2 and 3, the converging part at the end of the
電極体140の端部の集束部を一括して集電体に接合する態様については、例えば図9を用いて後述する。
A mode in which the converging portions at the ends of the
負極端子200は、電極体140の負極147に電気的に接続された電極端子であり、正極端子300は、電極体140の正極146に電気的に接続された電極端子である。
The
負極端子200および正極端子300は、電極体140の上方に配置された蓋体110に取り付けられている。具体的には、図3に示すように、負極端子200は、突出部210が、蓋体110の貫通孔110aと、集電体120の端子接続部121に形成された貫通孔121aとに挿入されて、かしめられることにより、集電体120とともに蓋体110に固定される。
The
また同様に、正極端子300は、突出部310が、蓋体110の貫通孔110bと、集電体130の端子接続部131に形成された貫通孔131aとに挿入されて、かしめられることにより、集電体130とともに蓋体110に固定される。
Similarly, in the
なお、負極端子200および正極端子300と蓋体110との間にはパッキン等も配置されているが、それらの図示は省略されている。
In addition, although packing etc. are arrange | positioned between the
集電体120は、電極体140の負極147と容器100の本体111の側壁との間に配置され、負極端子200と電極体140の負極147とに電気的に接続される導電性と剛性とを備えた部材である。集電体120は、電極体140の負極基材箔と同様、銅または銅合金などで形成されている。
The
集電体130は、電極体140の正極146と容器100の本体111の側壁との間に配置され、正極端子300と電極体140の正極146とに電気的に接続される導電性と剛性とを備えた部材である。なお、集電体130は、電極体140の正極基材箔と同様、アルミニウムまたはアルミニウム合金などで形成されている。
The
集電体120は、電極体140の集束部141および142を両側から挟むように配置された脚部122および123を有する。脚部122および123は、集電体120が有する端子接続部121の端部から延設された長尺状の部分である。脚部122は、集束部141と接合され、脚部123は、集束部142と接合される。これにより、集電体120は、電極体140の負極147に電気的に接続される。
The
集電体130は、電極体140の集束部143および144を両側から挟むように配置された脚部122および123を有する。脚部132および133は、集電体130が有する端子接続部131の端部から延設された長尺状の部分である。脚部132は、集束部143と接合され、脚部133は、集束部144と接合される。これにより、集電体130は、電極体140の正極146に電気的に接続される。
The
本実施の形態では、集電体120および130は、電極体140と、超音波溶接によって接合される。また、この接合には補助部材150が用いられる。補助部材150は、集電体(120、130)と電極体140との接合時に、振動または衝撃等によって集束部(141〜144)が損傷しないように、または、集電体(120、130)と電極体140との接合力を向上させるために補助的に用いられる金属部材である。
In the present embodiment,
つまり補助部材150は、一般に「当て板」と呼ばれる部材としての機能を有している。補助部材150により、電極体140の集束部(141〜144)の保護と、溶接による接合の信頼性の向上とが図られている。
That is, the
以下、図5A〜図5C、および図6を用いて補助部材150についてより詳細に説明する。
Hereinafter, the
なお、本実施の形態では、負極147側の部材(集電体120および補助部材150等)と、正極146側の部材(集電体130および補助部材150等)の形状および取り付け構造等は、実質的に同一である。そのため、以下では、主として、負極147側の部材に関する事項について説明し、正極146側の部材に関する事項についてはその説明を適宜省略する。
In the present embodiment, the shape and mounting structure of the negative electrode 147 side member (
図5Aは、実施の形態1における補助部材150の外観を示す斜視図である。
FIG. 5A is a perspective view showing an appearance of
図5Bは、実施の形態1における補助部材150の正面図であり、図5Cは、実施の形態1における補助部材150の側面図である。
FIG. 5B is a front view of
なお、図5Bおよび図5Cにおける「正面図」および「側面図」は、補助部材150が電極体140に対して取り付けられた場合の姿勢を基準にしている。具体的には、「正面図」は、補助部材150を。電極体140の巻回軸方向(第一方向)から見た場合の図である。「側面図」は、補助部材150を、集束部141および142の並び方向(Y軸方向)から見た場合の図である。
The “front view” and “side view” in FIGS. 5B and 5C are based on the posture when the
図5A〜図5Cに示すように、補助部材150は、第一板部151および第二板部152、並びに、第一方向に平行な面を含み、第一板部151と第二板部152とを接続する接続部153を有する。
As shown in FIGS. 5A to 5C, the
第一板部151および第二板部152は、少なくとも一方が、電極体140の第一方向の端部の集束部と接合される。本実施の形態では、第一板部151は、電極体140の集束部141と接合され、第二板部152は、電極体140の集束部142と接合される。
At least one of the
第一板部151および第二板部152は、ほぼ平板状であり、例えば図5Cに示されるように、電極体140と接合される部分である接合部159を有している。
The
このような構成を有する補助部材150は、電極体140と集電体120との接合に用いられる。具体的には、集電体120の脚部122と第一板部151との間に集束部141が挟まれた状態で、接合部159が加圧され、かつ、超音波による振動が与えられる。これにより、脚部122および第一板部151は、集束部141に接合される。また、集束部142についても同様の手法(超音波溶接)でおよび脚部123および第二板部152が接合される。
The
なお、集束部141に対する集電体120および補助部材150の接合の手法は、超音波溶接には限定されず、抵抗溶接等の他の種類の溶接でもよく、または、クリンチ接合等の機械的な接合の手法が用いられてもよい。
The method of joining the
接続部153は、本実施の形態では、第一板部151および第二板部152それぞれの、積層方向および第一方向と交差する第二方向(本実施の形態ではZ軸方向)の一端を接続する。
In the present embodiment, the
つまり、長尺状の第一板部151および第二板部152それぞれの長手方向の端部が、接続部153によって接続されている。そのため、第一板部151および第二板部152のほぼ全域を、電極体140の集束部141および142との接合のための領域として有効に用いることができる。
That is, the longitudinal ends of the long
また、接続部153は、第一方向から見た場合において湾曲または屈曲した部分である曲げ部153aを有する。本実施の形態では、接続部153は、第一板部151および第二板部152それぞれの接合部159から遠ざかる向き(本実施の形態ではZ軸マイナス側)に突出するように湾曲した1つの曲げ部153aを有している。
Moreover, the
なお、本実施の形態では、補助部材150は、長尺状の金属板が、長手方向の少なくとも一ヶ所で折り曲げられることで第一板部151、第二板部152、および接続部153が一体に形成されている。つまり、補助部材150は、1枚の金属板に対する折り曲げ等の加工によって容易に作製することができる。
In the present embodiment, the
また、電極体140の負極147側に取り付けられる補助部材150の素材としては、例えば、負極147と同じ素材である銅、または、銅合金が採用される。また、電極体140の正極146側に取り付けられる補助部材150の素材としては、例えば、正極146と同じ素材であるアルミニウム、または、アルミニウム合金が採用される。
Further, as the material of the
上記構成を有する補助部材150は、補助部材150が備える弾性力によって、電極体140に安定的に取り付けられる。つまり、補助部材150は、自身が有する弾性力により、電極体140に仮止めされ、その状態で、電極体140と集電体120との接合作業(超音波溶接等)が行われる。
The
図6は、実施の形態1における補助部材150の電極体140への取り付け手順の一例を示す図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a procedure for attaching the
なお、図6において、電極体140については、手前側(X軸プラス側)の集束部141および142の端面の形状が図示されており、当該端面よりも奥側の部分の図示は省略されている。このことは、後述する図7〜図10、図16B、および図18における電極体(140、240)についても同じである。
In FIG. 6, regarding the
補助部材150が電極体140に取り付けられる場合、まず、図6の(a)および(b)に示すように、補助部材150は、第一板部151と第二板部152とが近づくように、Y軸方向の幅が縮められる。
When the
補助部材150は、例えば厚みが1mm以下の金属板により形成された部品であり、第一板部151および第二板部152が内側に押されることで弾性変形し、これにより、補助部材150のY軸方向の幅が縮められる。
The
その状態で、補助部材150は、図6の(c)に示すように、電極体140の、積層方向に離れて配置された集束部141および142の間に挿入される。
In this state, as shown in FIG. 6C, the
ここで、補助部材150の接続部153は、第一板部151および第二板部152それぞれの接合部159から遠ざかる向きに突出する曲げ部153aを有している。つまり、補助部材150は、第一方向(X軸方向)から見た場合において先細りの形状に形成されている。そのため、補助部材150を集束部141および142の間に挿入し易い。また、この挿入の際に、補助部材150が集束部141または142を損傷するような事態の発生が抑制される。
Here, the connecting
このようにして集束部141および142の間に配置された補助部材150には、弾性による復元力が生じる。
In this way, the
具体的には、接続部153は、第一板部151および第二板部152の少なくとも一方を集束部の方向に付勢する。本実施の形態では、接続部153の弾性力(復元力)によって、第一板部151および第二板部152のそれぞれが外側の集束部に付勢される。
Specifically, the connecting
つまり、第一板部151は集束部141に押し当てられ、第二板部152は集束部142に押し当てられた状態となる。これにより、補助部材150は、電極体140に対して安定的に取り付けられる。すなわち、補助部材150は、仮止め用の部品等を用いることなく、自身の弾性力によって電極体140に仮止めされ、例えば、補助部材150が電極体140に接合されるまでの間における補助部材150の脱落が抑制される。
That is, the
また、補助部材150の電極体140に対する位置ずれも抑制されるため、補助部材150の、電極体140の集束部141および142に対する位置および姿勢の精度を向上させることができる。
Further, since the displacement of the
さらに、補助部材150は、2つの集束部(141、142)に対応する2枚の当て板(第一板部151、第二板部152)を有する1つの部品として扱える。そのため、蓄電素子10の製造効率の向上、部品点数の削減、または部品管理の容易化等の効果を得ることも可能である。
Further, the
なお、接続部153の形状、素材、または寸法等を変更することで、第一板部151および第二板部152を外側に付勢する付勢力を調整することも可能である。そのため、例えば、電極体140への取り付けが容易で、かつ、脱落し難い補助部材150を、電極体140の構造または寸法等に応じて作製することができる。
It is also possible to adjust the biasing force that biases the
補助部材150が仮止めされた電極体140には、図6の(d)に示すように、集電体120が配置される。つまり、集電体120の脚部122と第一板部151との間に集束部141が挟まれ、集電体120の脚部123と第二板部152との間に集束部142が挟まれた状態となる。
The
なお、電極体140に対して集電体120を配置した後に、補助部材150が電極体140に取り付けられてもよい。
The
その後、上述のように、超音波溶接等の接合作業が行われ、その結果、第一板部151および脚部122は集束部141に接合され、第二板部152および脚部123は集束部142に接合される。
Thereafter, as described above, a joining operation such as ultrasonic welding is performed. As a result, the
この接合作業では、集束部141および142に対しては、補助部材150を介して圧力および振動が加えられるため、集束部141および142は、補助部材150によって振動等から保護される。
In this joining operation, pressure and vibration are applied to the converging
また、第一板部151は集束部141の方向に付勢され、第二板部152は集束部142の方向の付勢されるため、未塗工部147aが積層されることで形成された集束部141および142のそれぞれを積層方向にまとめる役割を果たすこともできる。
Further, since the
なお、図6の(c)および(d)では、接続部153の先端が、電極体140の内周面から離れている。しかし、接続部153の先端を当該内周面にさせることで、例えば、補助部材150のZ軸方向の位置決めが行われてもよい。
6C and 6D, the tip of the
以上の手順を含む各種の工程を経て製造される蓄電素子10は、以下の構成を有する。すなわち、電極体140は、積層方向に離れて配置された2つの集束部(141、142)を有し、集電体120は、2つの集束部(141、142)を積層方向の両側から挟むように配置された2つの脚部(122、123)を有する。
The
補助部材150は2つの集束部(141、142)の間に配置され、第一板部151および第二板部152それぞれの外側面が集束部と接合される。具体的には、第一板部151の外側面が集束部141と接合され、第二板部152の外側面が集束部142と接合される。
The
このように、本実施の形態では、補助部材150は、1つの電極体140の未塗工部147aの集まりが積層方向に分割されることで形成された2つの集束部(141、142)の間に挟まれた状態で、電極体140に対して安定的に配置される。つまり、蓄電素子10の製造時における補助部材150の位置の安定化を簡素な構成で実現することができ、これにより、蓄電素子10の製造効率を向上させることができる。
As described above, in the present embodiment, the
ここで、本実施の形態の補助部材150は、例えば図6の(a)に示すように、自然状態(外力により変形されていない状態)において、第一板部151および第二板部152が、接続部153とは反対側の端部に近づくほど互いの距離が遠くなる非平行な形状である。また、補助部材150を、集束部141および142の間に挿入可能な程度に幅を縮めた場合に、第一板部151と第二板部152とが略平行(完全な平行も含む、以下同じ)となる。
Here, as shown in FIG. 6A, for example, the
つまり、補助部材150は、略平行に配置された集束部141および142のそれぞれに対して、第一板部151または第二板部152が密着するように形成されており、かつ、自身の弾性力によって移動が抑制される。
That is, the
そのため、補助部材150を用いた集電体120と電極体140との接合が精度よく行われ、このことは、蓄電素子10の品質の向上に寄与する。
Therefore, the
ここで、補助部材150が有する接続部153は、第一方向(X軸方向)に平行な面を含み、第一板部151と第二板部152とを接続している。別の表現をすると、接続部153は、第一板部151と第二板部152とをX軸方向に平行な軸回りの方向に接続している。
Here, the
接続部153は、このような態様で第一板部151と第二板部152とを接続していることで、例えば、第一板部151と第二板部152とをX軸方向に直交する面で接続する場合と比較すると、電極体140との密着度を向上させやすい等の利点を有する。
The connecting
例えば、補助部材が、長尺状の第一板部および第二板部それぞれの長辺を接続する接続部であって、YZ平面に平行な面を有する接続部を有する場合を想定する。 For example, it is assumed that the auxiliary member has a connection portion that connects the long sides of the long first plate portion and the second plate portion, and has a connection portion that is parallel to the YZ plane.
この場合、第一板部および第二板部のX軸方向に平行な軸回りの変形が、接続部によって規制される。そのため、例えば、第一板部または第二板部が集束部に密着し難い場合が生じ得る。 In this case, deformation of the first plate portion and the second plate portion around the axis parallel to the X-axis direction is restricted by the connecting portion. For this reason, for example, the first plate portion or the second plate portion may not be in close contact with the converging portion.
また、予め、第一板部および第二板部の集束部に対する密着度を向上させるように接続部の形状を決定することも可能であるが、この場合、補助部材が特定の種類の電極体の専用部品となり、汎用性を失う可能性がある。 In addition, the shape of the connecting portion can be determined in advance so as to improve the adhesion of the first plate portion and the second plate portion to the converging portion. In this case, the auxiliary member is a specific type of electrode body. There is a possibility of losing versatility.
一方、本実施の形態における補助部材150では、第一板部151および第二板部152は、第一方向(X軸方向)に平行な面を有する接続153によって接続されており、X軸回りに傾くことまたは変形することが容易である。そのため、第一板部151および第二板部152のそれぞれを、集束部との密着度が高い状態で、集束部に接合することが可能である。
On the other hand, in the
このような観点からも、補助部材150が、第一板部151と第二板部152とを接続する接続部153であって、第一方向(X軸方向)に平行な面を含む接続部153を備えることは有用である。
Also from such a viewpoint, the
なお、本実施の形態では、接続部153は、全体がX軸方向に平行であるが、接続部153の全体がX軸方向に平行である必要はなく、接続部153の一部が、X軸方向に対して傾いていてもよい。例えば、接続部153の一部をY軸回りに湾曲させることで、接続部の弾性率(弾性係数)を向上させてもよい。
In the present embodiment, the entire connecting
また、蓄電素子10は、補助部材150を、図1〜図6に示される態様とは異なる態様で備えることも可能である。また、補助部材150の形状についても、図5A〜図5C等に示される形状に限定されない。そこで、以下に、補助部材150に関する各種の変形例を、上記実施の形態1との差分を中心に説明する。
Moreover, the
(実施の形態1の変形例1)
図7は、実施の形態1の変形例1における補助部材150の配置態様を示す図である。
(Modification 1 of Embodiment 1)
FIG. 7 is a diagram illustrating an arrangement mode of the
なお、図7では、容器100等の図示は省略されており、主として当該変形例における特徴的な構成が図示されている。このことは、後述する図8〜図15についても同じである。
In FIG. 7, the illustration of the
図7に示す蓄電素子10では、補助部材150が、集電体120の端子接続部121の側に接続部153が向く姿勢で、電極体140に取り付けられている。つまり、上記実施の形態1における補助部材150(例えば、図6の(d)参照)とは上下が逆となる姿勢で、電極体140に取り付けられている。
In the
この場合であっても、接続部153の復元力により、第一板部151は集束部141の方向に付勢され、第二板部152は集束部142の方向に付勢される。そのため、例えば蓄電素子10の製造時における補助部材150の位置の安定化を、簡素な構成で実現することができ、これにより、蓄電素子10を効率よく製造することができる。
Even in this case, the
(実施の形態1の変形例2)
図8は、実施の形態1の変形例2における補助部材150の配置態様を示す図である。
(Modification 2 of Embodiment 1)
FIG. 8 is a diagram illustrating an arrangement mode of the
図8に示す蓄電素子10は、4本の脚部(221〜224)を有する集電体220と、脚部221および222に挟まれて配置された電極体140と、脚部223および224に挟まれて配置された電極体140とを備える。また、2つの電極体140のそれぞれに対し、補助部材150が取り付けられている。
8 includes a
このように、1つの集電体220が、複数の電極体140それぞれの集束部を挟む構造を有する場合であっても、複数の電極体140のそれぞれに補助部材150を取り付けることができる。また、複数の補助部材150のそれぞれは、上記実施の形態1で説明したように、自身が有する弾性力により取り付け対象の電極体140に仮止めされる。
Thus, even if one
そのため、例えば蓄電素子10の製造時において、複数の電極体140各々における補助部材150の位置の安定化を、簡素な構成で実現することができ、これにより、蓄電素子10を効率よく製造することができる。
Therefore, for example, when the
(実施の形態1の変形例3)
図9は、実施の形態1の変形例3における補助部材150の配置態様を示す図である。
(Modification 3 of Embodiment 1)
FIG. 9 is a diagram illustrating an arrangement mode of the
図9に示す蓄電素子10は、2本の脚部(321、322)を有する集電体320と、脚部321に接合される電極体140と、脚部322に接合される電極体140とを備える。また、2つの電極体140に挟まれた状態で補助部材150が取り付けられている。
The
ここで、本変形例における電極体140は、上記実施の形態1に係る電極体140とは異なり、端部の未塗工部の集まりが1つの束にまとめられ、これにより、1つの集束部145が形成されている。
Here, unlike the
また、積層方向に離れて配置された2つの集束部145に対し、積層方向の両側から挟むように、集電体320の脚部321および322が配置されている。補助部材150は、第一板部151および第二板部152それぞれの外側面が集束部145と接合されている。
Further, the
このように、1つの集電体320が有する2つの脚部(321、322)のそれぞれに接合される集束部145は、互いに別体である2つの電極体140に備えられていてもよい。
Thus, the converging
この場合であっても、例えば図9に示すように、これら2つの集束部145の間に補助部材150を配置することができる。なお、この場合、例えば、2つの電極体140の間の、巻回軸方向の中央部分に絶縁性のスペーサ(図示せず)を挟んだ状態で、2つの電極体140を絶縁シート等で結束する。これにより、2つの電極体140を1つの構造物として扱うことができ、2つの集束部145に補助部材150を挟持させるように、補助部材150を配置することができる。
Even in this case, for example, as shown in FIG. 9, the
このように、2つの電極体140それぞれの集束部145の間に補助部材150を配置した場合であっても、補助部材150は、上記実施の形態1で説明したように、自身が有する弾性力により取り付け対象の2つの電極体140に仮止めされる。
Thus, even when the
そのため、例えば蓄電素子10の製造時における2つの電極体140に対する補助部材150の位置の安定化を、簡素な構成で実現することができ、これにより、蓄電素子10の製造効率を向上させることができる。
Therefore, for example, stabilization of the position of the
(実施の形態1の変形例4)
図10は、実施の形態1の変形例4における補助部材150の配置態様を示す図である。
(Modification 4 of Embodiment 1)
FIG. 10 is a diagram illustrating an arrangement mode of the
図10に示す蓄電素子10は、電極体240と、集電体120と、補助部材150とを備える。本変形例に係る電極体240は、上記実施の形態1に係る電極体140とは異なり、平板状の2種の極板(正極および負極)がセパレータを挟んで交互に積層された構造を有する積層型の電極体である。
The
電極体240は、積層方向に離れて配置された2つの集束部(241、242)を有する。具体的には、電極体240の端部の未塗工部の集まりが積層方向に2つに分割されることで、2つの集束部(241、242)が形成されている。
The
集電体120は、2つの集束部(241、242)を積層方向の両側から挟むように配置された2つの脚部(151、152)を有する。
The
補助部材150は、2つの集束部(241、242)の間に配置され、第一板部151および第二板部152それぞれの外側面が集束部と接合される。具体的には、第一板部151の外側面が集束部241と接合され、第二板部152の外側面が集束部242と接合される。
The
このように、集電体120が積層型の電極体240と接合される場合であっても、補助部材150は、例えば図10に示す態様で、集束部241および242の間に配置され、接合時における振動等から集束部241および242を保護することができる。
Thus, even when the
また、補助部材150は、上記実施の形態1で説明したように、自身が有する弾性力により電極体240に仮止めされる。そのため、蓄電素子10の製造時における電極体240に対する補助部材150の位置の安定化を、簡素な構成で実現することがきる。これにより、蓄電素子10を効率よく製造することができる。
Further, as described in the first embodiment, the
なお、集電体120の脚部122および123のそれぞれに、互いに別体の電極体240が接合されてもよい。つまり、図10において、集束部241と集束部242とは、互いに別体である2つの電極体240が有する集束部であってもよい。
Note that
(実施の形態1の変形例5)
図11Aは、実施の形態1の変形例5における補助部材150aの外観を示す斜視図である。
(Modification 5 of Embodiment 1)
FIG. 11A is a perspective view showing an appearance of
図11Bは、実施の形態1の変形例5における補助部材150aの側面図である。
FIG. 11B is a side view of
本変形例における補助部材150aは、第一板部151、第二板部152、および、第一方向(X軸方向)に平行な面を含む接続部153を有し、実施の形態1における補助部材150と同じく、自身が有する弾性力により電極体140に仮止めされる。そのため、上述のように、蓄電素子10を効率よく製造することができるという効果が奏される。
The
本変形例における補助部材150aはさらに、補助部材150aの、接続部153側の端部が、先端に近づくほど第一方向(X軸方向)の幅が狭くなるように形成されている点に特徴を有する。
The
具体的には、図11Aおよび図11Bに示すように、接続部153は、X軸方向の幅がW1からW2(W1>W2)に変化するテーパ部154を有している。
Specifically, as shown in FIGS. 11A and 11B, the connecting
つまり、補助部材150aは、電極体140の湾曲部(例えば図6の(c)において、Z軸プラス側およびマイナス側の、極板がターンしている部分)に近い端部が、積層方向(Y軸方向)から見た場合に先細りの形状である。これにより、巻回型の電極体140に対し、補助部材150aをより安定的に取り付けることができる。
That is, the
巻回型の電極体140においては、積層方向に対向する2つの集束部(141、142)の間の距離は、湾曲部付近では、湾曲部に近づくに従って狭くなる。また、本実施の形態では、集電体120が電極体140の外周側に配置され、2つの集束部(141、142)のそれぞれは、集電体120側に寄せ集められるため、積層方向に対向する2つの集束部(141、142)の間の距離は、巻回軸方向においては、活物質層に近づくに従って狭くなる。
In the
そのため、上述のように端部が先細り形状の補助部材150aを、2つの集束部(141、142)の間に挿入した場合、電極体140の内周面が、補助部材150aの当該端部を押し出すように作用することが抑制される。
Therefore, when the
従って、補助部材150aは、巻回型の電極体140に無理なく取り付けることができ、かつ、自身が有する弾性力により、電極体140に対する位置ずれが抑制される。このように、本変形例における補助部材150aは、巻回型の電極体140に適した形状を有することで、電極体140に対してより安定的に取り付けることができる。
Therefore, the
(実施の形態1の変形例6)
図12は、実施の形態1の変形例6における補助部材150bの外観を示す斜視図である。
(Modification 6 of Embodiment 1)
FIG. 12 is a perspective view showing an appearance of the
本変形例における補助部材150bは、第一板部151、第二板部152、および、第一方向(X軸方向)に平行な面を含む接続部153を有し、実施の形態1における補助部材150と同じく、自身が有する弾性力により電極体140に仮止めされる。そのため、上述のように、蓄電素子10を効率よく製造することができるという効果が奏される。
The
本変形例における補助部材150bはさらに、集束部(141または142)、および、集電体120の少なくとも一方に係止されることで、補助部材150の、電極体140の中央部に向かう方向への移動を規制する係止片部155を有する。本変形例では、図12に示すように、第一板部151および第二板部152のそれぞれに、2つの係止片部155が設けられている。
The
つまり、補助部材150bを電極体140の最内周に挿入した場合、補助部材150bが有する少なくとも1つの係止片部155が、集束部(141または142)、および、集電体120の少なくとも一方に当接する。これにより、補助部材150bの電極体140の内方への移動が規制される。
That is, when the
従って、例えば蓄電素子10の製造時において、補助部材150bの巻回軸方向における位置規制がより確実化される。また、補助部材150bが電極体140の中央向きに移動することよる、電極体140の損傷の発生が抑制される。
Therefore, for example, when the
なお、補助部材150bが有する係止片部155のそれぞれを、集束部、または、集束部および脚部を抱持するように折り曲げてもよい。例えば、第一板部151に設けられた2つの係止片部155のそれぞれを、集束部141および脚部122(例えば、図6の(d)参照)を抱持するように折り曲げてもよい。
In addition, you may bend | fold so that each of the
これにより、例えば、補助部材150bが電極体140に接合されるまでの間における補助部材150bの脱落がより確実に抑制される。また、超音波溶接等の接合作業時における補助部材150bの位置ずれがより確実に抑制される。
Thereby, for example, the dropout of the
(実施の形態1の変形例7)
図13は、実施の形態1の変形例7における補助部材150cの外観を示す斜視図である。
(Modification 7 of Embodiment 1)
FIG. 13 is a perspective view illustrating an appearance of the
本変形例における補助部材150cは、第一板部151、第二板部152、および、第一方向(X軸方向)に平行な面を含む接続部153を有し、実施の形態1における補助部材150と同じく、自身が有する弾性力により電極体140に仮止めされる。そのため、上述のように、蓄電素子10を効率よく製造することができるという効果が奏される。
The
本変形例における補助部材150cはさらに、接続部153が、複数の曲げ部を有する点に特徴を有する。
The
具体的には、本変形例における接続部153は、接合部159(図5C参照)とは反対側に突出するように湾曲した2つの曲げ部153aと、2つの曲げ部153aの間に形成された、接合部159側に突出するように湾曲した1つの曲げ部153bとを有する。その結果、接続部153は、X軸方向から見た場合に、例えばW字形状と呼ばれる形状を有している。
Specifically, the
このように、接続部153が複数の曲げ部(153a、153b)を有することで、例えば接続部153の弾性率(弾性係数)を向上させることができ、これより、第一板部151および第二板部152を外側に付勢する付勢力を増加させることができる。その結果、例えば補助部材150cの電極体140に対する仮止めがより確実に行われる。
Thus, the
このように、蓄電素子10に備えられる補助部材の第一方向(X軸方向)から見た場合の全体的な形状は、例えば図5Bに示される形状に限定されず、各種の形状を採用することができる。そこで、以下に、蓄電素子10に配置可能な補助部材の各種の形状例を、他の変形例として図14および図15を用いて説明する。
Thus, the overall shape when viewed from the first direction (X-axis direction) of the auxiliary member provided in the
(実施の形態1の他の変形例)
図14は、蓄電素子10に配置可能な補助部材の各種の形状例を示す第1の図であり、図15は、蓄電素子10に配置可能な補助部材の各種の形状例を示す第2の図である。
(Other variations of the first embodiment)
FIG. 14 is a first diagram illustrating examples of various shapes of auxiliary members that can be arranged on the
なお、図14および図15では、補助部材150d〜150kのそれぞれの、第一方向(X軸方向)から見た場合の、自然状態の形状と、電極体140への取り付けの際の形状(幅を縮めた形状)とが図示されている。
14 and 15, each of the
図14および図15に示される補助部材150d〜150kのそれぞれは、いずれも、第一方向(X軸方向)に平行な面を含み、第一板部151と第二板部152とを接続する接続部153を有している。そのため、補助部材150d〜150kのそれぞれは、実施の形態1における補助部材150と同じく、自身が有する弾性力により電極体140に仮止めされる。これにより、蓄電素子10を効率よく製造することができるという効果が奏される。
Each of the
以下、図14および図15を参照しながら、補助部材150d〜150kそれぞれの特徴について説明する。
Hereinafter, the features of the
図14の(a)に示す補助部材150dは、接続部153が有する曲げ部153aが屈曲形状である点に特徴を有する。つまり、上記実施の形態1における曲げ部153a(例えば図5B参照)の湾曲形状と比較すると、補助部材150dの曲げ部153aは、急峻に曲げられた屈曲形状である。なお、湾曲形状は例えばU字状と表現してもよく、屈曲形状は例えばV字状と表現してもよい。
The
このように、接続部153が有する曲げ部153aが屈曲形状であることにより、曲げ部153aの先端が、電極体140の内周面に接触する場合に、当該先端と当該内周面との接触面積が比較的に小さくなる。
Thus, when the bending
つまり、例えば、曲げ部153aの先端を電極体140の内周面に当接させることで、補助部材150dのZ軸方向の位置決めを行う場合、曲げ部153aと電極体140の内周面とが干渉することによる電極体140の損傷の可能性を低減させることができる。
That is, for example, when positioning the
図14の(b)に示す補助部材150eは、接続部153が平板状である点に特徴を有する。つまり、接続部153は、湾曲または屈曲している必要はなく、全体として平板状の形状であってもよい。
The
この場合、例えば、接続部153を、接合部159(図5C参照)とは反対側に突出させないことで、補助部材150eのZ軸方向の全長を抑えることができる。また、接続部153を、接合部159の側に突出させないことで、第一板部151および第二板部152と電極体140との接合作業が行いやすくなる。
In this case, for example, the overall length in the Z-axis direction of the
図14の(c)に示す補助部材150fは、接続部153が、第一板部151および第二板部152それぞれの長手方向の途中の位置を接続している点に特徴を有する。これにより、例えば、補助部材150fのZ軸方向の全長を抑えつつ、接続部153の復元力の作用点を第一板部151および第二板部152の長手方向の途中に位置させることができる。これにより、例えば、第一板部151および第二板部152のそれぞれを、長手方向についてバランスよく外側に付勢することができる。
The
このように、接続部153は、第一板部151および第二板部152それぞれの第二方向(Z軸方向)の一端を接続する必要はない。
Thus, the
なお、このような形状の補助部材150fは、第一板部151および第二板部152を、第一板部151および第二板部152とは別体の板材(接続部153)で接続することで作製される。つまり、第一板部151、第二板部152、および接続部153は一体に形成されていなくてもよい。
The
また、第一板部151および第二板部152と、接続部153との接続の手法としては、溶接、接着または圧着(かしめ)など、各種の手法が採用し得る。
Various methods such as welding, adhesion, or pressure bonding (caulking) can be adopted as a method for connecting the
接続部153が、第一板部151および第二板部152とは別体である場合、例えば樹脂または炭素繊維等の非金属部材を、接続部153として採用することも可能である。
When the
なお、補助部材150fの接続部153は、Z軸マイナス側に突出した曲げ部153aを有している。しかし、接続部153が、第一板部151および第二板部152それぞれの長手方向の途中の位置を接続している場合、図14の(d)に示す補助部材150gのように、接続部153はZプラス側に突出した曲げ部153bを有してもよい。
Note that the connecting
図15の(a)に示す補助部材150hは、第一板部151および第二板部152それぞれのZ軸方向の両端が接続部153によって接続されている点に特徴を有する。
The
つまり、補助部材150hは環状の部材であってもよい。これにより、第一板部151および第二板部152は、2つの接続部153によって外側に付勢されるため、例えば、第一板部151および第二板部152の外側への付勢力を増加させることができる。
That is, the
なお、このような形状の補助部材150hは、例えば、長尺状の金属板の形状を環状に整え、長手方向の両端を溶接、接着または圧着(かしめ)などの手法によって接合することで作製することができる。
The
また、図15の(b)に示す補助部材150iのように、2つの接続部153のそれぞれは、複数の曲げ部を有してもよい。
Further, like the auxiliary member 150i shown in FIG. 15B, each of the two connecting
図15の(b)に示す補助部材150iでは、2つの接続部153のそれぞれは、2つの曲げ部153aと、2つの曲げ部153aの間に形成され1つの曲げ部153bとを有する。より詳細には、曲げ部153aは、接合部159(図5C参照)とは反対側(外側)に突出するように形成されており、曲げ部153bは接合部159の側(内側)に突出するように形成されている。
In the auxiliary member 150i shown in FIG. 15B, each of the two connecting
このように、補助部材150iが有する複数の接続部153のそれぞれが、複数の曲げ部を有することで、例えば、第一板部151および第二板部152の外側への付勢力をより増加させることができる。
Thus, each of the plurality of connecting
図15の(c)に示す補助部材150jは、第一板部151および第二板部152それぞれの、長手方向(Z軸方向)のほぼ中央部分を接続する接続部153を有している。つまり、補助部材150jは、全体としてH型の形状を有している。
An
この場合、第一板部151および第二板部152のZ軸方向の中央部分を除いた領域を接合部159とすることで、補助部材150jと電極体140とを溶接等によって接合することができる。
In this case, the
例えば、図15の(c)において、第一板部151の接続部153より上の部分および接続部153より下の部分を電極体140と接合し、第二板部152の接続部153より上の部分および接続部153より下の部分を電極体140と接合してもよい。
For example, in FIG. 15C, a portion above the
なお、補助部材150jは、上述の補助部材150fおよび150gと同じく、第一板部151および第二板部152を、第一板部151および第二板部152とは別体の板材(接続部153)で接続することで作製される。そのため、例えば樹脂または炭素繊維等の非金属部材を、接続部153として採用することも可能である。
The
図15の(d)に示す補助部材150kは、第一板部151のZ軸プラス側の端部と、第二板部152のZ軸マイナス側の端部とを接続する接続部153を有している。つまり、補助部材150kは、全体としてN型の形状を有している。
The
この場合、接続部153を避けながら、第一板部151および第二板部152それぞれの接合部159(図5C参照)と、電極体140とを溶接等によって接合することは可能である。
In this case, it is possible to join the joining part 159 (refer FIG. 5C) of each of the
以上、図11A〜図15を用いて、各種形状の補助部材150a〜150kの特徴について説明したが、これら特徴を組み合わせることも可能である。例えば、図14の(a)に示す補助部材150dの接続部153が、屈曲形状の曲げ部153aを複数有してもよい。また、例えば、図15の(c)に示す、全体としてH型の補助部材150jが、複数の曲げ部を有する波型の接続部153を有してもよい。
As described above, the features of the
また、補助部材150a〜150kのそれぞれは、図7〜図10に示される、実施の形態1の変形例1〜4における蓄電素子10に備えられてもよい。
In addition, each of
(実施の形態2)
上記実施の形態1では、補助部材150が有する第一板部151および第二板部152の両方が電極体140と接合されるとした。しかしながら、補助部材150が有する第一板部151および第二板部152の一方のみが電極体140に接続されてもよい。
(Embodiment 2)
In the first embodiment, both the
そこで、実施の形態2として、第一板部151および第二板部152の一方のみが電極体140に接続される補助部材150を備える蓄電素子11について、上記実施の形態1における蓄電素子10との差分を中心に説明する。
Therefore, as the second embodiment, the
図16Aは、実施の形態2における集電体420、補助部材150およびスペーサ450の外観を示す斜視図である。
FIG. 16A is a perspective view showing the appearance of
図16Bは、実施の形態2における補助部材150の配置態様を示す図である。なお、図16Bでは、容器100等の図示は省略されており、主として当該実施の形態における特徴的な構成が図示されている。このことは、後述する実施の形態3における図18の(b)についても同じである。
FIG. 16B is a diagram showing an arrangement mode of the
図16Aおよび図16Bに示すように、実施の形態2における蓄電素子11は、電極体140と、集電体420と、補助部材150とを備える。
As shown in FIGS. 16A and 16B,
集電体420および補助部材150は、電極体140の第一方向(X軸方向)の端部の集束部145と接合されている。
The
具体的には、集電体420は、電極体140と接続される脚部422を一つのみ有する。また、電極体140は、上記実施の形態1の変形例3における電極体140と同じく、端部の未塗工部の集まり1つの束にまとめられ、これにより、1つの集束部145が形成されている。
Specifically, the
このような構成において、補助部材150の第二板部152と集電体420の脚部422との間に集束部145が挟まれた状態で、第二板部152および脚部422が、例えば超音波溶接によって集束部145と接合される。
In such a configuration, with the converging
この接合作業の前に、補助部材150は、集束部145とスペーサ450との間に挟まれた状態で配置される。
Prior to this joining operation, the
具体的には、第一板部151は、第一板部151を挟んで集束部145とは反対側に少なくとも一部が配置されたスペーサ450に当接し、第二板部152は、集束部145に当接する。
Specifically, the
スペーサ450は、本実施の形態では、絶縁性を有する樹脂で形成された部材であり、集電体420および電極体140に対して、図16Bに示す態様で取り付けられる。
In this embodiment, the
スペーサ450は、例えば、集電体420および集束部145と、蓄電素子11の容器100(図示せず)との間に介在することで、集電体420および集束部145の位置を規制する機能を有する。
For example, the
このように、集束部145とスペーサ450との間に配置された補助部材150は、上記実施の形態1で説明したように、自身が有する弾性力により取り付け対象の電極体140に仮止めされる。
As described above, the
具体的には、第一板部151および第二板部152のそれぞれが外側に付勢される。これにより、第一板部151および第二板部152のいずれか一方(本実施の形態では第二板部152)が集束部145に押し当てられる。また、その状態で、電極体140と集電体420との接合作業(例えば超音波溶接)が行われる。
Specifically, each of the
このように、実施の形態2における蓄電素子11は、製造時における補助部材150の位置の安定化を簡素な構成で実現することができ、これにより、蓄電素子11を効率よく製造することができる。
As described above, the
なお、スペーサ450の形状は、図16Aおよび図16Bに示される形状に限定されず、例えば、第一方向(X軸方向)から見た場合において環状の部材であってもよい。
In addition, the shape of the
また、補助部材150の、第一板部151および第二板部152のうちの集束部145に接合されない一方(本実施の形態では第一板部151)の外側面が当接する部材は、スペーサとしての機能(集電体420の位置規制など)を有していなくてもよい。
Further, the member of the
また、蓄電素子11は、補助部材150に代えて、上記実施の形態1の各変形例における補助部材150a〜150kのいずれかを備えてもよい。
In addition,
また、蓄電素子11は、巻回型の電極体140に代えて、積層型の電極体240(図10参照)を備えてもよい。
Further, the
(実施の形態3)
上記実施の形態1および2では、補助部材150が有する第一板部151および第二板部152のそれぞれが外側に付勢されることで、第一板部151および第二板部152の少なくとも一方が集束部に押し当てられるとした。
(Embodiment 3)
In the first and second embodiments, the
しかしながら、補助部材150が有する第一板部151および第二板部152のそれぞれが内側に付勢されることで、第一板部151および第二板部152の少なくとも一方が集束部に押し当てられてもよい。
However, since each of the
そこで、実施の形態3として、第一板部251および第二板部252のそれぞれが内側に付勢される補助部材250を備える蓄電素子12について、上記実施の形態1における蓄電素子10との差分を中心に説明する。
Then, as Embodiment 3, about the
図17は、実施の形態3における補助部材250の外観を示す斜視図である。
FIG. 17 is a perspective view showing the appearance of the
図18は、実施の形態3における補助部材250の電極体240への取り付け手順の一例を示す図である。
FIG. 18 is a diagram illustrating an example of a procedure for attaching the
図17および図18に示すように、実施の形態3における蓄電素子12は、電極体240と、集電体120と、補助部材250とを備える。
As shown in FIGS. 17 and 18,
補助部材250は、第一板部251および第二板部252、並びに、第一方向(X軸方向)に平行な面を含み、第一板部251と第二板部252とを接続する接続部253を有する。接続部253は、第一板部251および第二板部252の少なくとも一方を集束部の方向に付勢する。本実施の形態では、接続部253は、第一板部251を集束部241の方向に付勢し、第二板部252を集束部242の方向に付勢する。
The
電極体240は、積層方向に離れて配置された2つの集束部(241、242)を有する。集電体120は、2つの集束部(241、242)のそれぞれに、積層方向の内側から当接するように配置された、2つの脚部(122、123)を有する。
The
補助部材250は、2つの集束部(241、242)を積層方向の両側から挟むように配置され、第一板部251および第二板部252それぞれの内側面が集束部と接合される。
The
具体的には、第一板部251の内側面が集束部241と接合され、第二板部252の内側面が集束部242と接合される。
Specifically, the inner side surface of the
本実施の形態の補助部材250は、図17および図18の(a)に示すように、自然状態において、第一板部251および第二板部252が、接続部253とは反対側の端部に近づくほど互いの距離が狭くなる非平行な状態である。
As shown in FIG. 17A and FIG. 18A, the
このような形状を有する補助部材250が電極体240に取り付けられる場合、図18の(a)および(b)に示すように、補助部材250は、第一板部251と第二板部252とが略平行になるように、第一板部251および第二板部252が外側に開かれる。
When the
なお、補助部材250は、補助部材150等と同じく例えば厚みが1mm以下の金属板により形成された部品であり、第一板部251および第二板部252の自由端の距離を離すように力が加えられることで弾性変形する。
The
このように、補助部材250が弾性変形することで、集束部241および242を挿入可能な程度に第一板部251および第二板部252が開かれた場合、第一板部251と第二板部252とが略平行となる。
As described above, when the
つまり、補助部材250は、図18の(b)に示すように略平行に配置された集束部241および242のそれぞれに対して、第一板部251または第二板部252が密着するように形成されており、かつ、自身の弾性力によって移動が抑制される。
That is, the
このように、本実施の形態における補助部材250は、上記実施の形態1に係る補助部材150と同じく、自身が有する弾性力により取り付け対象の電極体240に仮止めされる。
As described above, the
そのため、例えば蓄電素子12の製造時における電極体240に対する補助部材250の位置の安定化を簡素な構成で実現することができ、これにより、蓄電素子12を効率よく製造することができる。
Therefore, for example, stabilization of the position of the
また、第一板部251は集束部241に密着するように付勢され、第二板部252は集束部242に密着するように付勢される。そのらめ、補助部材250を用いた集電体120と電極体240との接合が精度よく行われる。このことは、蓄電素子12の品質の向上に寄与する。
Further, the
なお、集電体120の脚部122および123のそれぞれに、互いに別体の電極体240が接合されてもよい。つまり、図18の(b)において、集束部241と集束部242とは、互いに別体の電極体240が有する集束部であってもよい。
Note that
また、補助部材250の接続部253は、第一方向(X軸方向)から見た場合において湾曲または屈曲した部分である曲げ部を1以上有してもよい。
Further, the connecting
また、巻回型の電極体140に対して、補助部材250が取り付けられてもよい。この場合、集電体120の脚部122および123は、集束部141および142の内側の面(巻回軸側の面)と接合可能な形状に形成されていればよい。
Further, the
以上、本発明の実施の形態における蓄電素子について説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。つまり、今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。 Although the power storage element in the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment. That is, the embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
また、上記実施の形態および上記変形例を任意に組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。 Moreover, the form constructed | assembled combining the said embodiment and the said modification arbitrarily is also contained in the scope of the present invention.
本発明は、リチウムイオン二次電池などの蓄電素子等に適用できる。 The present invention is applicable to power storage elements such as lithium ion secondary batteries.
10、11、12 蓄電素子
100 容器
110 蓋体
110a、110b、121a、131a 貫通孔
111 本体
120、130、220、320、420 集電体
121、131 端子接続部
122、123、132、133、221、222、223、224、321、322、422 脚部
140、240 電極体
141、142、143、144、145、241、242 集束部
146 正極
146a、147a 未塗工部
147 負極
148a、148b セパレータ
150、150a、150b、150c、150d、150e、150f、150g、150h、150i、150j、150k、250 補助部材
151、251 第一板部
152、252 第二板部
153、253 接続部
153a、153b 曲げ部
154 テーパ部
155 係止片部
159 接合部
200 負極端子
210、310 突出部
300 正極端子
450 スペーサ
10, 11, 12
Claims (8)
前記補助部材は、少なくとも一方が、前記集電体との間に前記集束部を挟んだ状態で前記集束部に接合される第一板部および第二板部、並びに、前記第一方向に平行な面を含み、前記第一板部と前記第二板部とを接続する接続部を有する
蓄電素子。 An electrode body formed by laminating electrode plates, and a current collector and an auxiliary member joined to a converging portion at an end of the electrode body in a first direction intersecting with the laminating direction of the electrode plates. A storage element comprising:
At least one of the auxiliary members has a first plate portion and a second plate portion joined to the converging portion in a state where the converging portion is sandwiched between the auxiliary member and the auxiliary member, and parallel to the first direction. A power storage device comprising a connecting portion connecting the first plate portion and the second plate portion.
請求項1記載の蓄電素子。 The power storage device according to claim 1, wherein the connection portion connects one end of each of the first plate portion and the second plate portion in the second direction intersecting the stacking direction and the first direction.
前記集電体は、2つの前記集束部を前記積層方向の両側から挟むように配置された2つの脚部を有し、
前記補助部材は2つの前記集束部の間に配置され、前記第一板部および前記第二板部それぞれの外側面が前記集束部と接合される
請求項1または2に記載の蓄電素子。 The electrode body has two converging portions arranged apart from each other in the stacking direction,
The current collector has two leg portions arranged so as to sandwich the two converging portions from both sides in the stacking direction,
The power storage device according to claim 1 or 2, wherein the auxiliary member is disposed between the two converging parts, and outer surfaces of the first plate part and the second plate part are joined to the converging part.
請求項1〜3のいずれか1項に記載の蓄電素子。 The power storage element according to any one of claims 1 to 3, wherein the connection portion includes a bent portion that is a curved or bent portion when viewed from the first direction.
請求項4記載の蓄電素子。 The power storage element according to claim 4, wherein the connection portion includes a plurality of the bent portions.
請求項1〜5のいずれか1項に記載の蓄電素子。 The storage element according to any one of claims 1 to 5, wherein an end of the auxiliary member on the connection portion side is formed such that the width in the first direction becomes narrower as it approaches the tip.
前記集電体は、2つの前記集束部のそれぞれに、前記積層方向の内側から当接するように配置された、2つの脚部を有し、
前記補助部材は、2つの前記集束部を前記積層方向の両側から挟むように配置され、前記第一板部および前記第二板部それぞれの内側面が前記集束部と接合される
請求項1または2に記載の蓄電素子。 The electrode body has two converging portions arranged apart from each other in the stacking direction,
The current collector has two leg portions arranged to contact each of the two converging portions from the inside in the stacking direction,
The auxiliary member is disposed so as to sandwich the two converging parts from both sides in the stacking direction, and inner surfaces of the first plate part and the second plate part are joined to the converging part. 2. The electricity storage device according to 2.
請求項1〜7のいずれか1項に記載の蓄電素子。 The power storage element according to claim 1, wherein the connection portion biases at least one of the first plate portion and the second plate portion toward the converging portion.
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