JP2017152322A - Secondary battery - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、極板群及び電解液を電槽内に備える二次電池に関する。 The present invention relates to a secondary battery including an electrode plate group and an electrolytic solution in a battery case.
通常、二次電池の製造工程では、極板群を収容した電槽に電解液が注入される。この電解液の注入工程では、電槽内への異物の混入、特に金属片の混入を防ぐ必要がある。こうした電槽内への異物の混入を防ぐ技術の一例が特許文献1に記載されている。 Usually, in a manufacturing process of a secondary battery, an electrolytic solution is injected into a battery case that accommodates an electrode plate group. In this electrolytic solution injection process, it is necessary to prevent foreign matter from entering the battery case, particularly metal pieces. An example of a technique for preventing such foreign matter from entering the battery case is described in Patent Document 1.
特許文献1に記載の二次電池は、極板群(電池素子)を収容する缶本体の注入口(開口)を蓋体(蓋部材)で閉鎖してなる電槽(電池缶)と、電槽に注入される非水電解液とを備える非水電解質二次電池において、極板群と蓋体との間に介装される絶縁板を備える。絶縁板は、板状の絶縁板本体に注入孔を貫通して設けるとともに、絶縁板本体の片面に、注入孔を覆うように電解液のみを浸透可能な不織布からなるフィルタ部材を設けている。 The secondary battery described in Patent Document 1 includes a battery case (battery can) formed by closing an inlet (opening) of a can body that accommodates an electrode plate group (battery element) with a lid (lid member); A non-aqueous electrolyte secondary battery including a non-aqueous electrolyte injected into a tank includes an insulating plate interposed between an electrode plate group and a lid. The insulating plate is provided with a plate-like insulating plate main body penetrating the injection hole, and on one side of the insulating plate main body, a filter member made of a non-woven fabric that can penetrate only the electrolytic solution is provided so as to cover the injection hole.
特許文献1に記載の二次電池によれば、不織布からなるフィルタ部材が電解液のみを浸透させるので、電解液の注入時に、金属片等の異物が缶本体の注入口から電槽内に混入することが防止される。 According to the secondary battery described in Patent Document 1, since the filter member made of nonwoven fabric allows only the electrolytic solution to permeate, foreign matters such as metal pieces are mixed into the battery case from the inlet of the can body when the electrolytic solution is injected. Is prevented.
ところで、二次電池の製造工程では、電解液の注入に要する時間の短縮に併せて、注入口を封止する封止部材の溶着不良の要因となる電解液の注入口への付着を防ぐことが望まれている。しかし、不織布はそれ自身が電解液を保持するため、供給が多すぎると電解液が不織布上に浮き出して液はねを生じ、このはね返った電解液が注入口に付着するおそれがあった。 By the way, in the manufacturing process of the secondary battery, along with the shortening of the time required for the injection of the electrolyte, it is possible to prevent the electrolyte from adhering to the injection port, which causes the welding failure of the sealing member that seals the injection port. Is desired. However, since the nonwoven fabric itself retains the electrolytic solution, if the supply is too large, the electrolytic solution floats on the nonwoven fabric, causing liquid splashing, which may adhere to the injection port.
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、製造に際して、電解液が注入口に付着することを抑制することができる二次電池を提供することにある。 This invention is made | formed in view of such a situation, The objective is to provide the secondary battery which can suppress that electrolyte solution adheres to an injection port in manufacture.
上記課題を解決する二次電池は、ケースと蓋体とからなる電槽に発電要素を収容してなる二次電池であって、前記蓋体に設けられていて電解液が注入される注入口と、前記注入口に設けられていて前記電槽の外から供給される電解液を流通させるフィルタ部とを備え、前記フィルタ部は、前記電槽の外側から内側に貫通する複数の孔部を有し、前記各孔部は、その貫通する方向が、電解液が注入される方向に対して傾斜を有しているとともに、前記注入される方向から見た開口の大きさよりも、前記貫通する方向から見た開口の大きさの方が大きいことを特徴とする。 A secondary battery that solves the above problem is a secondary battery in which a power generation element is accommodated in a battery case composed of a case and a lid, and is provided on the lid and is injected with an electrolyte And a filter part that is provided in the inlet and allows the electrolyte solution supplied from outside the battery case to circulate, wherein the filter part has a plurality of holes that penetrate from the outside to the inside of the battery case. And each of the holes has a direction in which the hole penetrates with respect to a direction in which the electrolyte is injected, and penetrates more than a size of the opening viewed from the direction in which the electrolyte is injected. The size of the opening seen from the direction is larger.
電解液が注入されるとき、フィルタ部を通過した電解液はすぐに極板群に当たるため、極板群への当たりや、極板群付近への一時的な滞留により液はねを生じ、このはねた飛沫がフィルタ部の孔部を通り抜けて注入口に付着するおそれもある。この点、このような構成によれば、電解液が注入される方向、いわゆる電解液が流れ落ちる方向には、孔部が傾斜を有し、かつ見た目の開口が小さくなるため、電槽内ではねた飛沫が孔部を通過して注入口に付着するおそれが低減される。そして、その上でフィルタ部の孔部により電解液の濾過が行われるため、電槽内への異物の混入が抑制され、異物の混入よって電池に生じる不都合等の発生が抑制されるようにもなる。 When the electrolytic solution is injected, the electrolytic solution that has passed through the filter portion immediately hits the electrode plate group, so that the liquid splashes due to contact with the electrode plate group or temporary residence in the vicinity of the electrode plate group. The splashed splash may pass through the hole of the filter part and adhere to the inlet. In this respect, according to such a configuration, the hole has an inclination in the direction in which the electrolytic solution is injected, that is, the direction in which the electrolytic solution flows down, and the apparent opening becomes small. The risk that the splashes will pass through the hole and adhere to the injection port is reduced. And since electrolyte solution is filtered by the hole of a filter part on that, mixing of the foreign material in a battery case is suppressed, and generation | occurrence | production of the inconvenience etc. which arise in a battery by mixing of a foreign material is also suppressed. Become.
好ましい構成として、前記注入される方向から見た開口の大きさは、前記貫通する方向から見た開口の大きさの25%以下かつ2%以上の大きさである。
このような構成によれば、液はねの飛沫の孔部の通過の抑制効果と、フィルタ部への電解液の滞留の抑制効果とを両立させることができる。
As a preferred configuration, the size of the opening viewed from the injection direction is 25% or less and 2% or more of the size of the opening viewed from the penetrating direction.
According to such a configuration, it is possible to achieve both the effect of suppressing the passage of splashes of liquid splash and the effect of suppressing the retention of the electrolytic solution in the filter part.
好ましい構成として、前記電解液は非水電解質を含んでいる。
このような構成によれば、非水電解質によって注入口に溶接不良が生じるおそれが低減される。
As a preferred configuration, the electrolytic solution contains a non-aqueous electrolyte.
According to such a configuration, the possibility of poor welding at the inlet due to the nonaqueous electrolyte is reduced.
好ましい構成として、前記貫通する方向から見た孔部の開口は、開口している最短の距離が100マイクロメートル以下に設定されている。
このような構成によれば、100マイクロメートルより大きい異物の侵入が防がれるため、こうした異物が極板群と電槽の外壁とを短絡させるおそれ等が低減される。
As a preferred configuration, the opening of the hole portion viewed from the penetrating direction has a shortest opening distance set to 100 micrometers or less.
According to such a configuration, intrusion of foreign matters larger than 100 micrometers is prevented, and thus the possibility that such foreign matters short-circuit the electrode plate group and the outer wall of the battery case is reduced.
好ましい構成として、前記フィルタ部は、板材からなり、前記板材の複数の箇所にはそれぞれ前記注入される方向に段差が形成されており、前記孔部は前記段差部分に形成されている。 As a preferred configuration, the filter portion is made of a plate material, and a plurality of portions of the plate material are formed with steps in the injection direction, and the hole portion is formed in the step portion.
このような構成によれば、板材を段違いとすることにより、注入される方向に対する開口の大きさよりも、貫通する方向の開口の大きい孔部を設けることができる。なお、孔部は、例えば、段違いをプレス成形するとき、段差部分で板材を剪断させて形成することができる。 According to such a configuration, by making the plate material different in level, it is possible to provide a hole having a larger opening in the penetrating direction than the size of the opening in the injection direction. Note that the hole can be formed by, for example, shearing a plate material at a step portion when press forming a step.
好ましい構成として、前記フィルタ部は、前記注入口から前記電槽内に延びる有底の筒状体であり、前記孔部は、前記筒状体の周側面に設けられている。
このような構成によれば、注入される方向に対し、貫通する方向が直交、もしくは直交に近いかたちになるため、電槽内ではね返った電解液の飛沫が孔部を通り抜けて注入口に付着するおそれが小さい。
As a preferred configuration, the filter portion is a bottomed cylindrical body extending from the inlet into the battery case, and the hole portion is provided on a peripheral side surface of the cylindrical body.
According to such a configuration, since the penetrating direction is orthogonal or nearly orthogonal to the injection direction, the splashed electrolyte solution in the battery case passes through the hole and adheres to the injection port. Is less likely to
好ましい構成として、前記フィルタ部は、所定の厚みの板材からなり、前記孔部は、前記注入される方向に対して傾斜を有するように前記板材に貫通されている。
このような構成によれば、板材に複数の孔部を設けることによってもフィルタ部を設けることができる。
As a preferred configuration, the filter portion is made of a plate material having a predetermined thickness, and the hole portion is penetrated through the plate material so as to be inclined with respect to the injection direction.
According to such a structure, a filter part can be provided also by providing a some hole part in a board | plate material.
好ましい構成として、前記板材は、前記電槽内に突出する形状に湾曲しており、前記孔部は、前記板材の平面であって前記注入される方向に対して傾斜する垂線方向を有する部分に設けられている。 As a preferred configuration, the plate material is curved into a shape protruding into the battery case, and the hole is a flat surface of the plate material and has a perpendicular direction inclined with respect to the injection direction. Is provided.
このような構成によれば、注入される方向に対して傾斜する貫通する方向を有する孔部を、板材に短い長さで形成することができるようにもなるため、フィルタ部の形成が容易になる。 According to such a configuration, the hole portion having a penetrating direction inclined with respect to the injection direction can be formed in the plate material with a short length, so that the filter portion can be easily formed. Become.
この二次電池によれば、製造に際して、電解液が注入口に付着することを抑制することができる。 According to this secondary battery, it is possible to suppress the electrolytic solution from adhering to the injection port during manufacturing.
(第1の実施形態)
図1〜図4に従って、二次電池10を具体化した第1の実施形態について説明する。本実施形態の二次電池10は、バスバーで複数が接続されることにより組電池を構成する。組電池は、電気自動車もしくはハイブリッド自動車に搭載され、電動モータ等に電力を供給する。二次電池10は、リチウムイオン二次電池等の非水電解質二次電池であり、外形が直方体形状の密閉式電池である。
(First embodiment)
A first embodiment in which the secondary battery 10 is embodied will be described with reference to FIGS. The secondary battery 10 of this embodiment comprises an assembled battery by connecting two or more with a bus bar. The assembled battery is mounted on an electric vehicle or a hybrid vehicle, and supplies power to an electric motor or the like. The secondary battery 10 is a non-aqueous electrolyte secondary battery such as a lithium ion secondary battery, and is a sealed battery having a rectangular parallelepiped shape.
図1に示すように、二次電池10は、開口部を有する直方体形状の電池ケース11と、電池ケース11を封止する蓋体12と、電池ケース11の内部に収容される極板群17及び電解液75(図4参照)とを備える。電池ケース11及び蓋体12はアルミ部材などの金属で構成されている。つまり、二次電池10は、電池ケース11に蓋体12が取り付けられることで密閉された電槽が構成されている。また二次電池10は、蓋体12の外側面2a(図2参照)に、電力の充放電に用いられる2つの外部端子13と、安全弁14と、電槽内に電解液を注入する注入口15とを備えている。なお、図1に示す注入口15は、注入口15の開口を密閉する蓋部材16が溶接されている状態を示している。蓋部材16もアルミ部材などの金属で構成されている。 As shown in FIG. 1, the secondary battery 10 includes a rectangular parallelepiped battery case 11 having an opening, a lid body 12 that seals the battery case 11, and an electrode plate group 17 that is accommodated inside the battery case 11. And an electrolytic solution 75 (see FIG. 4). The battery case 11 and the lid 12 are made of a metal such as an aluminum member. That is, in the secondary battery 10, a sealed battery case is configured by attaching the lid 12 to the battery case 11. In addition, the secondary battery 10 has two external terminals 13 used for charging and discharging power, a safety valve 14, and an inlet for injecting an electrolyte into the battery case on the outer surface 2 a (see FIG. 2) of the lid 12. 15. In addition, the inlet 15 shown in FIG. 1 has shown the state by which the cover member 16 which seals opening of the inlet 15 is welded. The lid member 16 is also made of a metal such as an aluminum member.
図2は、蓋部材16が溶接される前の注入口15について示す。
注入口15は、蓋体12に円形の穴として設けられており、蓋体12の外側面2aから円形に一段凹んだ第1段目5aと、第1段目5aの内側に円形かつ第1段目5aから一段凹んだ第2段目5bと、第2段目5bの内側に円形かつ第2段目5bから一段凹んだ第3段目5cとを備える。第3段目5cは、注入口15の底部であるが、電解液が通過可能な構成を有している。第1段目5a、第2段目5b及び第3段目5cは、蓋体12の外側面2aを削ったり、蓋体12をプレスしたりすることで形成される。
FIG. 2 shows the inlet 15 before the lid member 16 is welded.
The injection port 15 is provided as a circular hole in the lid body 12. The first stage 5 a is recessed in a circular shape from the outer surface 2 a of the lid body 12. A second stage 5b that is recessed by one stage from the stage 5a, and a third stage 5c that is circular and recessed by one stage from the second stage 5b are provided inside the second stage 5b. The third stage 5c is the bottom of the injection port 15, but has a configuration through which the electrolytic solution can pass. The first stage 5a, the second stage 5b, and the third stage 5c are formed by scraping the outer surface 2a of the lid 12 or pressing the lid 12.
図3に示すように、第1段目5aは、蓋部材16が載置されるとともに、溶着される部分である。第2段目5bは、電槽へ電解液を注入するとき、電解液の注入ノズル7のシール部7Aが嵌合する部分である。第3段目5cは、蓋体12に一体の薄い板状の部分である。第3段目5cは、蓋体12において外側面2aの厚みが薄くなった部分である。第3段目5cは、電解液の注入ノズル7の注液部7Bが入り込み、注液部7Bから電解液が注入される。また、第3段目5cは、電解液を通過させ、濾過するフィルタ部50を備える。 As shown in FIG. 3, the first stage 5a is a portion where the lid member 16 is placed and welded. The second stage 5b is a portion into which the seal portion 7A of the electrolyte injection nozzle 7 is fitted when the electrolyte is injected into the battery case. The third stage 5 c is a thin plate-like part integrated with the lid body 12. The third stage 5c is a part where the thickness of the outer side surface 2a is reduced in the lid 12. In the third stage 5c, the injection part 7B of the injection nozzle 7 for electrolytic solution enters, and the electrolytic solution is injected from the injection part 7B. The third stage 5c includes a filter unit 50 that allows the electrolytic solution to pass therethrough and filter it.
フィルタ部50は、注入ノズル7から注入される電解液を濾過する機能を有する。フィルタ部50は、所定の大きさの異物、例えば、100マイクロメートル(μm)よりも大きな異物を除去する。つまり、フィルタ部50は、電解液を蓋体12の外側面2aから内側面2bの方向に通過させる一方、所定の大きさの異物については通過させないように構成されている。 The filter unit 50 has a function of filtering the electrolyte solution injected from the injection nozzle 7. The filter unit 50 removes foreign substances having a predetermined size, for example, foreign substances larger than 100 micrometers (μm). That is, the filter unit 50 is configured to pass the electrolytic solution in the direction from the outer side surface 2a to the inner side surface 2b of the lid 12, but not to allow a predetermined size of foreign matter to pass through.
図4に示すように、具体的には、フィルタ部50は、複数の孔部51を備えている。複数の孔部51は、第3段目5cにプレス成形により形成されている。第3段目5cは、プレス成形によって形成された、板材の一部分が表側(外側面2aの側)に移動された上段52と、他の部分が裏側(内側面2bの側)に移動された下段53と、上段52と下段53との間の段差とを有する。そして、段差の一部が上下に破断することで孔部51が形成される。なお、破断面は、電解液が通りやすい形状に整形される態様がよい。孔部51は、上段52と下段53との間に最短の離間距離として、異物の通過を防止する機能を有する開口幅aからなる最短の離間距離を維持している。ここで、最短の離間距離は、例えば100μm以下、より好ましくは100μm以下かつ70μm以上に設定されている。 As shown in FIG. 4, specifically, the filter unit 50 includes a plurality of holes 51. The plurality of holes 51 are formed in the third stage 5c by press molding. The third stage 5c is formed by press molding, and an upper stage 52 in which a part of the plate material is moved to the front side (the outer surface 2a side), and the other part is moved to the back side (the inner side 2b side). A lower stage 53 and a step between the upper stage 52 and the lower stage 53 are provided. And the hole 51 is formed when a part of level | step difference fractures | ruptures up and down. In addition, the aspect in which a torn surface is shape | molded in the shape which an electrolyte solution passes easily is good. The hole 51 maintains the shortest distance between the upper stage 52 and the lower stage 53, which is the shortest distance between the upper stage 52 and the lower stage 53. Here, the shortest separation distance is set to, for example, 100 μm or less, more preferably 100 μm or less and 70 μm or more.
ところで孔部51は、プレス成形により上下方向に破断された部分であることから、上下方向である表側から見るとその開口の大きさが小さく、角度を傾けて見ると開口の大きさがより大きく見える。ここで孔部51の中央を通る方向を孔部51の貫通方向とする。このとき孔部51の貫通方向51cは、注入口15の貫通方向、つまり注入ノズル7が電解液75を注入する方向(注入方向)に対して傾斜する。また孔部51は、注入方向から見たときの開口幅bが貫通方向51cから見たときの開口幅aよりも小さく見える「開口幅a>開口幅b」の関係になる。よって、フィルタ部50は、注入方向から見ると孔部51の見た目の開口は開口幅bで小さいが、電解液75が段差部分に流れ込むことで孔部51の開口が実質的な開口幅aの大きさになり、電解液75が滞留することなく裏側に流れる。 By the way, since the hole 51 is a portion broken in the vertical direction by press molding, the size of the opening is small when viewed from the front side which is the vertical direction, and the size of the opening is larger when viewed at an angle. appear. Here, the direction passing through the center of the hole 51 is defined as the penetration direction of the hole 51. At this time, the penetration direction 51c of the hole 51 is inclined with respect to the penetration direction of the injection port 15, that is, the direction in which the injection nozzle 7 injects the electrolytic solution 75 (injection direction). Further, the hole 51 has a relationship of “opening width a> opening width b” in which the opening width b when viewed from the injection direction appears to be smaller than the opening width a when viewed from the penetration direction 51c. Therefore, when the filter unit 50 is viewed from the injection direction, the apparent opening of the hole 51 is small in the opening width b, but when the electrolytic solution 75 flows into the step portion, the opening of the hole 51 has a substantial opening width a. It becomes a magnitude | size and the electrolyte solution 75 flows to the back side, without staying.
なお、孔部51は、上段52と下段53との延びる長さに応じて任意の長さを有することができる、例えばスリット状にもできるが、長さ方向のどの位置においても最短距離として開口幅aが維持されることで、少なくとも開口幅aよりも大きい大きさの異物の通過を防止することができる。 The hole 51 can have an arbitrary length depending on the length of extension of the upper stage 52 and the lower stage 53, for example, it can be a slit shape, but it can be opened as the shortest distance at any position in the length direction. By maintaining the width a, it is possible to prevent a foreign substance having a size larger than at least the opening width a from passing.
また、電解液75は、フィルタ部50を通過した後すぐに極板群17に当たって跳ね返り(液はね)を生じたり、フィルタ部50の近くで極板群17に一時滞留した液だまりで液はねを生じたりする。フィルタ部50の近傍で生じた液はねは、その液はねの飛沫がフィルタ部50の孔部51を通り抜けて注入口15に付着するおそれがある。 Further, the electrolytic solution 75 strikes the electrode plate group 17 immediately after passing through the filter unit 50 to cause rebound (liquid splash), or the liquid is temporarily accumulated in the electrode plate group 17 near the filter unit 50. It causes new. The liquid splash generated in the vicinity of the filter unit 50 may cause the splash of the liquid splash to pass through the hole 51 of the filter unit 50 and adhere to the injection port 15.
ところで本実施形態では、孔部51の開口が「開口幅a>開口幅b」の関係にある。つまり、孔部51は、電槽内から見たときであっても、電解液75が流れ落ちてくる方向である反注入方向に対して、その貫通方向51cが傾斜を有するとともに、見た目の開口幅bが小さい。このため、電槽内で液はねした飛沫が開口幅bの開口に進入する可能性が小さくなるとともに、開口に進入したとしても傾斜する孔部51を孔部51の壁面に接触することなく通り抜ける可能性が小さくなる。よって、電槽内で液はねした飛沫が孔部51を外方に向けて通過して注入口15に付着するおそれが低減する。 By the way, in this embodiment, the opening of the hole 51 has a relationship of “opening width a> opening width b”. That is, even when the hole 51 is viewed from the inside of the battery case, the penetration direction 51c is inclined with respect to the anti-injection direction, which is the direction in which the electrolytic solution 75 flows down, and the apparent opening width. b is small. For this reason, the possibility that the splashed liquid in the battery case enters the opening having the opening width b is reduced, and the inclined hole portion 51 does not contact the wall surface of the hole portion 51 even if it enters the opening. The possibility of passing through is reduced. Therefore, the possibility that the splashed liquid in the battery case passes through the hole 51 outward and adheres to the injection port 15 is reduced.
開口幅bは、開口幅aの25%以下かつ2%以上の大きさ、好ましくは15%以下かつ5%以上の大きさ、より好ましくは10%以下かつ5%以上の大きさに設定される。つまり、開口幅aが100μm以下かつ70μm以上の場合、開口幅bは25μm以下かつ1.4μm以上の範囲に設定される。ここで25μmは100μmの25%の値であり、1.4μmは70μmの2%の値である。これにより、液はねの飛沫の孔部51の通過の抑制効果と、フィルタ部50の上部に対する電解液の滞留の抑制効果とを両立させることができる。 The opening width b is set to 25% or less and 2% or more of the opening width a, preferably 15% or less and 5% or more, more preferably 10% or less and 5% or more. . That is, when the opening width a is 100 μm or less and 70 μm or more, the opening width b is set in a range of 25 μm or less and 1.4 μm or more. Here, 25 μm is a value of 25% of 100 μm, and 1.4 μm is a value of 2% of 70 μm. Thereby, the suppression effect of the passage of the splash of liquid splash through the hole portion 51 and the suppression effect of the retention of the electrolytic solution on the upper portion of the filter portion 50 can both be achieved.
なお、電解液が注入されるとき、注入ノズル7のシール部7Aが第2段目5bに嵌合するが、このときシール部7Aと第2段目5bとの間に電解液が滞留することとなると、この滞留した電解液がシール部7Aと第2段目5bとの間に進入して第2段目5bに広がることとなる。よって、第2段目5bが第1段目5aに隣接する部分まで電解液が付着することとなる。 When the electrolyte is injected, the seal portion 7A of the injection nozzle 7 is fitted into the second stage 5b. At this time, the electrolyte stays between the seal part 7A and the second stage 5b. Then, the staying electrolytic solution enters between the seal portion 7A and the second stage 5b and spreads to the second stage 5b. Therefore, the electrolytic solution adheres to the portion where the second stage 5b is adjacent to the first stage 5a.
さらに、シール部7Aと第2段目5bとの間に収容できる量よりも多くの電解液が進入すると、過剰な電解液は、注入ノズル7の周囲にしみ出して第1段目5aにまで広がるおそれがある。つまり、電解液が、蓋部材16が溶接される部分である第1段目5aに付着することとなる。 Further, when an amount of electrolyte more than the amount that can be accommodated between the seal portion 7A and the second stage 5b enters, excess electrolyte oozes out around the injection nozzle 7 and reaches the first stage 5a. May spread. That is, the electrolytic solution adheres to the first stage 5a, which is a portion to which the lid member 16 is welded.
そこで、注入口15を封止する蓋部材16の溶着不良の要因となる電解液75の注入口15への付着、特に第1段目5aへの付着や、第2段目5bの第1段目5aに近い部分への付着は低減させる必要がある。よって、電槽内は液はねた電解液の飛沫であってもこれを注入ノズル7や注入口15へ付着するおそれを低減することで、注入口15への蓋部材16の溶着不良が軽減されるようになる。 Therefore, the adhesion of the electrolytic solution 75, which causes the poor welding of the lid member 16 that seals the injection port 15, to the injection port 15, particularly the first step 5a, and the first step of the second step 5b. It is necessary to reduce the adhesion to the portion close to the eye 5a. Therefore, even if the electrolytic solution splashes in the battery case even if it is splashed, the risk of adhering to the injection nozzle 7 or the injection port 15 is reduced, thereby reducing the welding failure of the lid member 16 to the injection port 15. Will come to be.
以上説明したように、本実施形態の二次電池10によれば、以下に記載するような効果が得られるようになる。
(1)電解液75の注入方向、いわゆる電解液75が流れ落ちる方向には、孔部51の貫通方向が注入方向に対して傾斜を有し、かつ見た目の開口が小さくなるため、電槽内ではねた電解液75の飛沫が孔部51を通過して注入口15に付着するおそれが低減される。そして、その上でフィルタ部50の孔部51により電解液75の濾過が行われるため、電槽内への異物の混入が抑制され、異物の混入よって電池に生じる不都合等の発生が抑制されるようにもなる。
As described above, according to the secondary battery 10 of the present embodiment, the following effects can be obtained.
(1) In the injection direction of the electrolytic solution 75, that is, the direction in which the electrolytic solution 75 flows down, the penetration direction of the hole 51 has an inclination with respect to the injection direction, and the apparent opening becomes small. The risk of splashing the splashed electrolytic solution 75 passing through the hole 51 and adhering to the injection port 15 is reduced. And since the electrolyte solution 75 is filtered by the hole 51 of the filter part 50 on that, mixing of the foreign material into a battery case is suppressed, and generation | occurrence | production of the problem etc. which arise in a battery by mixing of a foreign material is suppressed. It becomes like.
(2)液はねの飛沫の孔部51の通過の抑制効果と、フィルタ部50の上部に対する電解液75の滞留の抑制効果とを両立させることができる。
(3)非水電解質が注入口15への蓋部材16の溶接不良が生じるおそれが低減される。
(2) It is possible to achieve both the effect of suppressing the passage of the splash of liquid splash through the hole 51 and the effect of suppressing the retention of the electrolytic solution 75 with respect to the upper portion of the filter unit 50.
(3) The possibility that the nonaqueous electrolyte may cause poor welding of the lid member 16 to the inlet 15 is reduced.
(4)フィルタ部50によって100μmより大きい異物の侵入が防がれるため、こうした異物が極板群と電槽の外壁とを短絡させるおそれ等が低減される。
(5)板材を段違い、つまり上段52と下段53とにすることにより、注入方向に対する開口の大きさよりも、貫通方向の開口の大きい孔部51を設けることができる。なお、孔部51は、例えば、段違いをプレス成形することで段差部分の板材を剪断させて形成することができる。
(4) Since the intrusion of foreign matter larger than 100 μm is prevented by the filter unit 50, the possibility of such foreign matter short-circuiting the electrode plate group and the outer wall of the battery case is reduced.
(5) By using different plate materials, that is, the upper stage 52 and the lower stage 53, it is possible to provide the hole 51 having a larger opening in the penetration direction than the opening size in the injection direction. The hole 51 can be formed by, for example, shearing a plate material at a step portion by press forming a step.
(第2の実施形態)
図5に従って、二次電池10を具体化した第2の実施形態について説明する。本実施形態では、フィルタ部60の構成が第1の実施形態と相違する。そこで、以下では、主に第1の実施形態と相違する構成について詳細に説明することとし、説明の便宜上、同様の構成については同じ符号を付して詳細な説明を割愛する。
(Second Embodiment)
A second embodiment in which the secondary battery 10 is embodied will be described with reference to FIG. In the present embodiment, the configuration of the filter unit 60 is different from that of the first embodiment. Therefore, in the following, the configuration that is mainly different from the first embodiment will be described in detail, and for convenience of description, the same reference numerals are given to the same configuration and the detailed description is omitted.
図5に示すように、注入口15は、第1段目5aと、第2段目5bと、第2段目5bから電槽内に延びる有底の筒状体である第3段目5cとを備える。第3段目5cは、筒状体の周側面61と底部63とを有している。また第3段目5cには、電解液を濾過するフィルタ部60が設けられている。 As shown in FIG. 5, the injection port 15 includes a first stage 5a, a second stage 5b, and a third stage 5c which is a bottomed cylindrical body extending from the second stage 5b into the battery case. With. The third stage 5 c has a cylindrical side surface 61 and a bottom 63. The third stage 5c is provided with a filter unit 60 for filtering the electrolytic solution.
フィルタ部60は、第3段目5cの筒状体の周側面61に注入方向に延びる複数のスリット状の孔部62を備える。スリット状の孔部62は、約100μmよりも大きい異物を除去する。スリット状の孔部62は、スリットの幅を最短の離間距離として所定の大きさ、ここでは100μmよりも大きい異物を除去する。 The filter unit 60 includes a plurality of slit-shaped holes 62 extending in the injection direction on the peripheral side surface 61 of the cylindrical body of the third stage 5c. The slit-shaped hole 62 removes foreign matters larger than about 100 μm. The slit-shaped hole 62 removes foreign matters larger than a predetermined size, here 100 μm, with the width of the slit as the shortest separation distance.
ところでスリット状の孔部62は、注入方向に延びる筒状体の周側面に開口された部分であることから、注入方向から見るとその大きさが見えないか、見えたとしても小さい一方、貫通方向から見ると最大の大きさでみることができる。また、スリット状の孔部62は、その貫通方向が注入方向に対して傾斜している。つまり、スリット状の孔部62は、注入方向に見たときの開口幅bが貫通方向に見たときの開口幅aよりも小さく見える「開口幅a>開口幅b」の関係になっている。また、底部63には孔は設けられていない。 By the way, the slit-shaped hole 62 is a portion opened on the peripheral side surface of the cylindrical body extending in the injection direction. It can be seen in the maximum size when viewed from the direction. In addition, the slit-like hole 62 is inclined in the penetrating direction with respect to the injection direction. That is, the slit-shaped hole 62 has a relationship of “opening width a> opening width b” in which the opening width b when viewed in the injection direction appears to be smaller than the opening width a when viewed in the penetration direction. . Further, the bottom 63 is not provided with a hole.
よって、スリット状の孔部62は、電槽内で液はねした電解液の飛沫の外方への通過を抑制し、注入口15に電解液が付着するおそれを低減させる。
また、フィルタ部60は、注入方向から見たとき、スリット状の孔部62の開口は小さいものの、電解液75が筒状体に流れ込むことでスリット状の孔部62の開口が実質的な大きさになり、電解液75を滞留なく裏側に流せるようになっている。
Therefore, the slit-shaped hole portion 62 suppresses the outward passage of the splashed electrolyte solution in the battery case, and reduces the possibility of the electrolyte solution adhering to the injection port 15.
In addition, when the filter unit 60 is viewed from the injection direction, although the opening of the slit-shaped hole 62 is small, the opening of the slit-shaped hole 62 is substantially large because the electrolytic solution 75 flows into the cylindrical body. Thus, the electrolytic solution 75 can flow to the back side without staying.
以上説明したように、本実施形態の二次電池10は、上記第1の実施形態にて記載した(1)〜(4)の効果に加えて、以下に記す効果を有する。
(6)スリット状の孔部62の貫通方向が注入方向に対して、直交、もしくは直交に近いかたちになるため、電槽内ではね返った電解液の飛沫がスリット状の孔部62を通り抜けて注入口15に付着するおそれが小さい。
As described above, the secondary battery 10 of the present embodiment has the following effects in addition to the effects (1) to (4) described in the first embodiment.
(6) Since the penetrating direction of the slit-shaped hole 62 is orthogonal or nearly orthogonal to the injection direction, the splashed electrolyte solution passes through the slit-shaped hole 62 in the battery case. The possibility of adhering to the inlet 15 is small.
(第3の実施形態)
図6に従って、二次電池10を具体化した第3の実施形態について説明する。本実施形態では、フィルタ部70の構成が第1の実施形態と相違する。そこで、以下では、主に第1の実施形態と相違する構成について詳細に説明する。
(Third embodiment)
A third embodiment in which the secondary battery 10 is embodied will be described with reference to FIG. In the present embodiment, the configuration of the filter unit 70 is different from that of the first embodiment. Therefore, in the following, a configuration that is mainly different from the first embodiment will be described in detail.
図6には、フィルタ部70を示す。フィルタ部70は、注入口15の第3段目5cに設けられている。本実施形態では、第3段目5cは、所定の板厚を有する板材としての板体71であり、中心部を電槽内に最も突出させる湾曲形状をしている。 FIG. 6 shows the filter unit 70. The filter unit 70 is provided in the third stage 5 c of the inlet 15. In this embodiment, the 3rd step | paragraph 5c is the board 71 as a board | plate material which has predetermined | prescribed board thickness, and is carrying out the curved shape which makes a center part protrude most in a battery case.
フィルタ部70は、湾曲している板体71に複数の孔部72を有している。孔部72は、板体71に貫通形成されており、その貫通方向は注入方向に対して傾斜している。孔部72は、板体71の電槽内に最も突出した部分及びその近傍を除いた位置に設けられている。つまり、孔部72は、板体71のうち注入方向に対して傾斜する垂線方向を有する平面の部分に設けられる。 The filter unit 70 has a plurality of holes 72 in a curved plate 71. The hole 72 is formed to penetrate the plate 71, and the penetration direction is inclined with respect to the injection direction. The hole 72 is provided at a position excluding the most protruding portion in the battery case of the plate 71 and the vicinity thereof. That is, the hole part 72 is provided in the plane part which has the perpendicular direction which inclines with respect to the injection | pouring direction among the plate bodies 71. FIG.
ところで、板体71は湾曲していることから、電槽内に突出した部分は、その垂線方向と注入方向とのなす角が小さい、そして、板体71の外周に近づくにつれてその垂線方向と注入方向とのなす角が大きくなっていく。よって、板体71に、長さが短くなるように孔部72を形成することで孔部72の貫通方向がおのずと注入方向に対して傾斜するようになる。 By the way, since the plate body 71 is curved, the angle formed between the perpendicular direction and the injection direction is small in the portion protruding into the battery case, and the perpendicular direction and the injection become closer to the outer periphery of the plate body 71. The angle made with the direction increases. Therefore, by forming the hole 72 in the plate 71 so as to shorten the length, the penetration direction of the hole 72 is naturally inclined with respect to the injection direction.
本実施形態でも、孔部72の貫通方向が注入方向に傾斜するから、孔部72を注入方向に見る開口幅bが貫通方向に見る開口幅aよりも小さいものとすることができる。また、電槽内に最も突出した部分及びその近傍に設けないことで、孔部72から電槽内の液はね部分までの距離を広く確保し、電槽内での液はねによる飛沫が注入口15に付着することを抑制することができる。さらに、板体71を電槽内に突出する湾曲形状とすることで、電槽内に電解液が流れ込み易くできる。 Also in this embodiment, since the penetration direction of the hole 72 is inclined in the injection direction, the opening width b when the hole 72 is viewed in the injection direction can be smaller than the opening width a when the hole 72 is viewed in the penetration direction. In addition, by not providing the most protruding part in the battery case and the vicinity thereof, the distance from the hole 72 to the liquid splashing part in the battery case is secured widely, and splashes due to liquid splashing in the battery case are generated. Adhesion to the inlet 15 can be suppressed. Furthermore, by making the plate 71 have a curved shape protruding into the battery case, the electrolyte can easily flow into the battery case.
以上説明したように、本実施形態の二次電池10は、上記第1の実施形態にて記載した(1)〜(4)の効果に加えて、以下に記す効果を有する。
(7)板体71に複数の孔部72を設けることによってもフィルタ部70を設けることができる。
As described above, the secondary battery 10 of the present embodiment has the following effects in addition to the effects (1) to (4) described in the first embodiment.
(7) The filter part 70 can also be provided by providing a plurality of hole parts 72 in the plate 71.
(8)注入方向に対して傾斜する貫通方向を有する孔部72を、板体71に短い長さで形成することができるようにもなるため、フィルタ部70の形成が容易になる。
(その他の実施形態)
・上記第3の実施形態では、板体71の最も電槽内に突出した部分及びその近傍を除いた位置に設けられている場合について例示した。しかしこれに限らず、孔部は、その貫通方向が注入方向に傾斜するのであれば、板体の最も電槽内に突出した部分やその近傍に設けられてもよい。
(8) Since the hole portion 72 having the penetrating direction inclined with respect to the injection direction can be formed in the plate body 71 with a short length, the filter portion 70 can be easily formed.
(Other embodiments)
-In the said 3rd Embodiment, it illustrated about the case where it provided in the position except the part which protruded most in the battery case of the plate 71, and its vicinity. However, the present invention is not limited to this, and the hole may be provided in the portion of the plate that protrudes most into the battery case or in the vicinity thereof, as long as the penetrating direction is inclined in the injection direction.
・上記第2の実施形態では、筒状体の周側面61にスリット状の孔部62が設けられている場合について例示した。しかしこれに限らず、筒状体の周側面に設けられる孔部の構造は、電解液の異物を除去でき、かつ、電解液の液はねを抑制させる構造であればどのような構造であってもよい。 In the second embodiment, the case where the slit-shaped hole 62 is provided in the peripheral side surface 61 of the cylindrical body is illustrated. However, the present invention is not limited to this, and the structure of the hole provided on the peripheral side surface of the cylindrical body is any structure as long as it can remove foreign matter from the electrolytic solution and suppress the splashing of the electrolytic solution. May be.
例えば、図7に示すように、電槽内に延びる有底の筒状体(第3段目)の周側面82に電解液を濾過する網84を有するフィルタ部80を設けてもよい。網84は複数の孔部としての目を備え、それら目の大きさはそれぞれ、100μmよりも大きい異物を除去することができる大きさである。なお、底部83には、孔が形成されていない。よって、注入方向に見た開口幅bは「0」であり、貫通方向に見た開口幅aとの間に、開口幅a>開口幅bの関係が維持される。 For example, as shown in FIG. 7, you may provide the filter part 80 which has the net | network 84 which filters electrolyte solution on the surrounding side surface 82 of the bottomed cylindrical body (3rd step | paragraph) extended in a battery case. The mesh 84 includes eyes as a plurality of holes, and the size of each of the meshes is a size capable of removing foreign matters larger than 100 μm. Note that no holes are formed in the bottom 83. Therefore, the opening width b seen in the injection direction is “0”, and the relationship of opening width a> opening width b is maintained with the opening width a seen in the penetration direction.
なお、フィルタ部80を蓋体12と一体としてもよいが、別体としてもよい。
別体とする場合、フィルタ部80には、注入口15の第2段目5bに当接するフランジ81を設け、蓋体12の外側面2aから組み付けるようにしてもよい。このとき、フランジ81の厚みを第1段目5aと第2段目5bとの間の段差よりも低くすれば、上記の実施形態と同様の態様で、注入口15を介して注入ノズル7から電解液を注入することができる。
The filter unit 80 may be integrated with the lid 12 or may be separate.
In the case of a separate body, the filter unit 80 may be provided with a flange 81 that contacts the second stage 5 b of the injection port 15, and may be assembled from the outer surface 2 a of the lid 12. At this time, if the thickness of the flange 81 is made lower than the step between the first step 5a and the second step 5b, the injection nozzle 7 can be connected via the injection port 15 in the same manner as the above embodiment. An electrolyte can be injected.
・上記第2の実施形態では、スリットが縦方向に形成されている場合について例示したが、これに限らず、スリットが形成される方向は、横方向でも、斜め方向でもよく、また、縦横斜めの2方向以上が組み合わされてもよい。 -In the said 2nd Embodiment, although illustrated about the case where the slit was formed in the vertical direction, it is not restricted to this, The direction in which a slit is formed may be a horizontal direction or a diagonal direction, and the vertical and horizontal diagonal Two or more directions may be combined.
・上記第2の実施形態やその他の実施形態では、底部63,83に孔部が設けられていない場合について例示したが、これに限らず、底部に幾つかの孔部が設けられていてもよい。こうした孔部も、液はねした電解液の通過を抑制できるように貫通方向が注入方向に対して傾斜を有しているとなおよい。 -In the said 2nd Embodiment and other embodiment, although illustrated about the case where the hole is not provided in the bottom parts 63 and 83, it is not restricted to this, Even if some holes are provided in the bottom part Good. It is further preferable that the penetration direction has an inclination with respect to the injection direction so that the passage of the electrolytic solution splashed can be suppressed.
・上記第1の実施形態では、プレスにより破断された段差が形成される場合について例示したが、これに限らず、貫通方向が流通方向に対して傾斜するとともに、適切な大きさの開口を有する孔部が設けられるのであれば、孔部はどのように設けられてもよい。 -In the said 1st Embodiment, although illustrated about the case where the level | step difference fractured | ruptured by the press was formed, it is not restricted to this, While a penetration direction inclines with respect to a distribution direction, it has an opening of suitable magnitude | size. As long as a hole is provided, the hole may be provided in any manner.
・上記各実施形態では、孔部は100μm以下かつ70μm以上の最短の離間距離を有する場合について例示したが、これに限らず、除去する必要のある異物の大きさに応じて、孔部の最短の離間距離を70μmよりも狭くしてもよいし、逆に100μmよりも広くしてもよい。 In each of the above embodiments, the case where the hole portion has the shortest separation distance of 100 μm or less and 70 μm or more is illustrated, but the invention is not limited thereto, and the shortest hole portion depends on the size of the foreign matter that needs to be removed. May be narrower than 70 μm, or conversely, wider than 100 μm.
・上記各実施形態では、二次電池10はリチウムイオン二次電池から構成される場合について例示したが、これに限らず、他の二次電池、例えば、ニッケル水素二次電池等であってもよい。 In each of the above embodiments, the case where the secondary battery 10 is composed of a lithium ion secondary battery is illustrated, but the present invention is not limited thereto, and other secondary batteries such as a nickel hydride secondary battery may be used. Good.
・上記各実施形態では、二次電池10が電気自動車もしくはハイブリッド自動車に搭載される場合について例示したが、これに限らず、二次電池は、ガソリン自動車やディーゼル自動車等、電気自動車やハイブリッド自動車以外の車両に搭載されてもよい。また二次電池は、電源として、自動車以外の移動体や、固定設置される電源として用いられてもよい。例えば、自動車以外の電源としては、鉄道、船舶、航空機やロボット等の移動体や、情報処理装置等の電気製品の電源等が挙げられる。 In each of the above embodiments, the case where the secondary battery 10 is mounted on an electric vehicle or a hybrid vehicle is illustrated. However, the present invention is not limited to this, and the secondary battery is other than an electric vehicle or a hybrid vehicle such as a gasoline vehicle or a diesel vehicle. It may be mounted on other vehicles. The secondary battery may be used as a power source for a mobile body other than an automobile or a power source fixedly installed. For example, power sources other than automobiles include moving bodies such as railroads, ships, airplanes, and robots, and power supplies for electrical products such as information processing apparatuses.
2a…外側面、2b…内側面、5a…第1段目、5b…第2段目、5c…第3段目、7…注入ノズル、7A…シール部、7B…注液部、10…二次電池、11…電池ケース、12…蓋体、13…外部端子、14…安全弁、15…注入口、16…蓋部材、17…極板群、50…フィルタ部、51…孔部、51c…貫通方向、52…上段、53…下段、60…フィルタ部、61…周側面、62…孔部、63…底部、70…フィルタ部、71…板体、72…孔部、75…電解液、80…フィルタ部、81…フランジ、82…周側面、83…底部、84…網。 2a ... outer surface, 2b ... inner surface, 5a ... first stage, 5b ... second stage, 5c ... third stage, 7 ... injection nozzle, 7A ... seal part, 7B ... injection part, 10 ... two Secondary battery, 11 ... Battery case, 12 ... Lid, 13 ... External terminal, 14 ... Safety valve, 15 ... Inlet, 16 ... Lid member, 17 ... Electrode plate group, 50 ... Filter part, 51 ... Hole part, 51c ... Through direction, 52 ... upper stage, 53 ... lower stage, 60 ... filter part, 61 ... peripheral side surface, 62 ... hole part, 63 ... bottom part, 70 ... filter part, 71 ... plate body, 72 ... hole part, 75 ... electrolyte, 80 ... Filter part, 81 ... Flange, 82 ... Circumferential side surface, 83 ... Bottom part, 84 ... Net.
Claims (8)
前記蓋体に設けられていて電解液が注入される注入口と、
前記注入口に設けられていて前記電槽の外から供給される電解液を流通させるフィルタ部とを備え、
前記フィルタ部は、前記電槽の外側から内側に貫通する複数の孔部を有し、
前記各孔部は、その貫通する方向が、電解液が注入される方向に対して傾斜を有しているとともに、前記注入される方向から見た開口の大きさよりも、前記貫通する方向から見た開口の大きさの方が大きい
ことを特徴とする二次電池。 A secondary battery in which a power generation element is housed in a battery case composed of a case and a lid,
An inlet provided in the lid and into which an electrolyte is injected;
A filter portion provided at the inlet and for circulating an electrolyte supplied from outside the battery case;
The filter part has a plurality of holes that penetrate from the outside to the inside of the battery case,
Each of the holes has a direction through which the hole is inclined with respect to the direction in which the electrolyte is injected, and is viewed from the direction of penetration than the size of the opening viewed from the direction of injection. A secondary battery having a larger opening size.
請求項1に記載の二次電池。 The secondary battery according to claim 1, wherein the size of the opening viewed from the injection direction is 25% or less and 2% or more of the size of the opening viewed from the penetrating direction.
請求項1又は2に記載の二次電池。 The secondary battery according to claim 1, wherein the electrolytic solution contains a nonaqueous electrolyte.
請求項1〜3のいずれか一項に記載の二次電池。 The secondary battery according to any one of claims 1 to 3, wherein the opening of the hole portion viewed from the penetrating direction has a shortest opening distance set to 100 micrometers or less.
前記孔部は前記段差部分に形成されている
請求項1〜4のいずれか一項に記載の二次電池。 The filter portion is made of a plate material, and a plurality of steps are formed in the injection direction at a plurality of locations of the plate material,
The secondary battery according to claim 1, wherein the hole is formed in the stepped portion.
前記孔部は、前記筒状体の周側面に設けられている
請求項1〜4のいずれか一項に記載の二次電池。 The filter portion is a bottomed cylindrical body extending from the inlet into the battery case,
The secondary battery according to claim 1, wherein the hole is provided on a peripheral side surface of the cylindrical body.
前記孔部は、前記注入される方向に対して傾斜を有するように前記板材に貫通されている
請求項1〜4のいずれか一項に記載の二次電池。 The filter portion is made of a plate material having a predetermined thickness,
The secondary battery according to any one of claims 1 to 4, wherein the hole portion is penetrated through the plate member so as to have an inclination with respect to the injection direction.
前記孔部は、前記板材の平面であって前記注入される方向に対して傾斜する垂線方向を有する部分に設けられている
請求項7に記載の二次電池。 The plate material is curved into a shape protruding into the battery case,
The secondary battery according to claim 7, wherein the hole is provided in a portion that is a flat surface of the plate member and has a perpendicular direction inclined with respect to the injection direction.
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