JP2018147681A - Sealed battery and electrode terminal - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、密閉型電池および前記密閉型電池に用いられる電極端子に関する。 The present invention relates to a sealed battery and an electrode terminal used for the sealed battery.
リチウムイオン二次電池やニッケル水素電池などの二次電池は、車両搭載用電源あるいはパソコンや携帯端末等の電源として重要性が高まっている。かかる二次電池は、例えば、電解質物質とともに電極体がケース内に密閉された密閉型電池として構築される。
かかる密閉型電池のケースには電極端子が設けられており、かかる電極端子は、複数の密閉型電池同士を接続して組電池を構築する際や車両用モーターなどと接続する際などの種々の外部機器と接続する際に用いられる。例えば、2個以上の密閉型電池を隣接して配列し、各々の電池の電極端子同士をバスバーを介して接続することによって、複数の電池からなる組電池を構築することができる。かかる電極端子を備えた密閉型電池に関する技術が特許文献1に記載されている。
Secondary batteries such as lithium ion secondary batteries and nickel metal hydride batteries are becoming increasingly important as on-vehicle power supplies or personal computers and portable terminals. Such a secondary battery is constructed, for example, as a sealed battery in which an electrode body together with an electrolyte substance is sealed in a case.
The case of such a sealed battery is provided with electrode terminals. Such electrode terminals can be used for various purposes such as connecting a plurality of sealed batteries to each other to construct an assembled battery or connecting to a vehicle motor or the like. Used when connecting to external equipment. For example, an assembled battery composed of a plurality of batteries can be constructed by arranging two or more sealed batteries adjacent to each other and connecting the electrode terminals of each battery via a bus bar. A technique related to a sealed battery provided with such an electrode terminal is described in Patent Document 1.
かかる電極端子を備えた密閉型電池の一例を図1に示す。図1に示す密閉型電池100は、扁平な角型のケース10を備えており、該ケース10の内部に電極体20が収容されている。かかるケース10は、上面が開口した扁平な角型のケース本体12と、当該ケース本体12上面の開口部を塞ぐ蓋体14とを備えており、当該ケース10の上面をなす蓋体14に正負極の電極端子30が設けられている。
各々の電極端子30は、集電部材32と、ボルト34と、外部接続部材36とを備えている。集電部材32の一方の端部32aはケース10内の電極体20と接続され、他方の端部32bはケース10外に露出している。また、ボルト34は、上記した外部機器と電気的に接続される柱状の接続部34aを備えている。そして、この電極端子30では、上記した集電部材32とボルト34とが板状の外部接続部材36によって電気的に接続されている。また、この電極端子30では、上記した各々の部材がケース10(蓋体14)と通電することを防止するために、外部接続部材36と蓋体14との間に絶縁ホルダ38が配置されている。
An example of a sealed battery provided with such an electrode terminal is shown in FIG. A sealed
Each
かかる電極端子30では、ナットの締め込みなどによって、ボルト34の接続部34aと外部機器とが接続されるが、この際にボルト34が供回りすると外部機器との間で接続不良が生じる可能性がある。
かかるボルトの供回りによる接続不良を防止するために、上記した絶縁ホルダ38には、ボルト34の回転を規制するボルト収納部が設けられている。具体的には、図2に示すように、ボルト34の下方の端部には矩形の嵌合部34bが形成されており、絶縁ホルダ38の上面には、当該嵌合部34bに応じた寸法を有する矩形の凹部であるボルト収納部38aが設けられている。そして、ボルト34の嵌合部34bと絶縁ホルダ38のボルト収納部38aとを嵌合させることによってボルト34の回転が規制され、外部機器との接続の際にボルト34が供回りすることが防止される。
In such an
In order to prevent poor connection due to the rotation of the bolt, the above-described
しかしながら、上記した構造の密閉型電池100では、ボルト34の嵌合部34bと絶縁ホルダ38のボルト収納部38aとが大きな隙間なく嵌合するように、各々の部材の形状や寸法を設計しているにも関わらず、外部機器との接続の際にボルト34の供回りが生じることがあった。
However, in the sealed
かかるボルト34の供回りが発生する原因を本発明者が調査した結果、密閉型電池100の電極端子30を外部機器と接続する際に、絶縁ホルダ38が膨張してボルト収納部38aの側壁38bとボルト34の嵌合部34bとの間に隙間が生じることがあり、この場合にボルト34の回転を適切に規制できなくなることを見出した。
具体的には、一般的な密閉型電池100では、上記したようにナットの締め込みなどを行うことによって電極端子30のボルト34と外部機器とを接続しているが、これらの外部機器との接続を行う際に生じた摩擦熱が絶縁ホルダ38に伝わることがある。このようなナット締め込み時の摩擦熱や外部環境の温度変化などによって絶縁ホルダ38の温度が上昇すると、図11に示すように、ボルト収納部38aの底面に外方に向かう熱応力Bが生じ、当該ボルト収納部38aが膨張することによって側壁38bの間隔が広がることがある。
本発明者は、上記した摩擦熱などによる絶縁ホルダ38の膨張が、各々の部材の寸法を適切に設計しているにも関わらず、ボルト34の回転を規制できなくなる原因であると考えた。
As a result of the inventor's investigation of the cause of the rotation of the
Specifically, in the general sealed
The inventor considered that the expansion of the
本発明は、かかる知見に基づいてなされたものであり、その主な目的は、摩擦熱などによる絶縁ホルダの膨張を抑制することによって、ボルトの嵌合部と絶縁部材のボルト嵌合部とを適切に嵌合させて、ボルトの回転を好適に規制することができる電極端子を有した密閉型電池を提供することを目的とする。 The present invention has been made on the basis of such knowledge, and its main purpose is to suppress the expansion of the insulating holder due to frictional heat and the like so that the fitting portion of the bolt and the bolt fitting portion of the insulating member are made. It is an object of the present invention to provide a sealed battery having an electrode terminal that can be properly fitted and can appropriately regulate the rotation of a bolt.
上記目的を実現するべく、本発明によって以下の構成の密閉型電池が提供される。 In order to achieve the above object, the present invention provides a sealed battery having the following configuration.
ここで開示される密閉型電池は、ケース内に電極体が収容されることによって構成されており、外部機器と接続される電極端子がケースに設けられている。
かかる密閉型電池における電極端子は、一方の端部がケース内の電極体と電気的に接続されていると共に、他方の端部がケースの外部に露出している集電部材と、一方の端部に外部機器と接続される柱状の接続部が形成されていると共に、他方の端部に角形の凸部である嵌合部が形成されているボルトと、集電部材とボルトとを電気的に接続する板状の外部接続部材と、当該外部接続部材とケースとの間に配置される絶縁部材であって、ボルトの嵌合部と嵌合する角型の凹部であるボルト収納部が形成されている絶縁ホルダとを備えている。
そして、ここで開示される密閉型電池では、ボルト収納部の底面に凹状の寸法吸収部が形成されている。
The sealed battery disclosed here is configured by housing an electrode body in a case, and an electrode terminal connected to an external device is provided in the case.
The electrode terminal in such a sealed battery has a current collecting member having one end electrically connected to the electrode body in the case and the other end exposed to the outside of the case, and one end. A bolt-shaped connecting part formed with a columnar connecting part connected to an external device at the part and a fitting part which is a square convex part at the other end, and the current collecting member and the bolt are electrically connected A plate-like external connection member connected to the base plate and an insulating member disposed between the external connection member and the case, and a bolt housing portion which is a square recess to be fitted with the fitting portion of the bolt is formed. And an insulated holder.
And in the sealed battery disclosed here, the concave dimension absorption part is formed in the bottom face of the volt | bolt accommodating part.
ここで開示される密閉型電池の絶縁ホルダは、ボルト収納部の底面に凹状の寸法吸収部が形成されている。かかる絶縁ホルダでは、ボルト収納部の底面が寸法吸収部に向かって収縮し、当該寸法吸収部に向かう(すなわち、ボルト収納部の内方に向かう)残留応力が生じる。このため、外部機器との接続の際の摩擦熱などによってボルト収納部の底面に外方に向かう熱応力が生じたとしても、かかる熱応力を寸法吸収部に向かう残留応力によって低減できるため、ボルト収納部の底面の膨張を抑制することができる。
このように、ここで開示される密閉型電池によれば、絶縁ホルダのボルト収納部の底面の熱膨張を抑制できるため、ボルトの嵌合部と絶縁ホルダのボルト収納部とを隙間なく嵌合させてボルトの回転を好適に規制することができ、ボルトの供回りによる接続不良の発生を防止することができる。
The insulation holder of the sealed battery disclosed here has a concave dimension absorbing portion formed on the bottom surface of the bolt housing portion. In such an insulating holder, the bottom surface of the bolt housing portion contracts toward the dimension absorbing portion, and residual stress is generated toward the dimension absorbing portion (that is, toward the inside of the bolt housing portion). For this reason, even if a thermal stress directed outward is generated on the bottom surface of the bolt housing portion due to frictional heat or the like when connected to an external device, the thermal stress can be reduced by the residual stress toward the dimension absorbing portion. Expansion of the bottom surface of the storage unit can be suppressed.
As described above, according to the sealed battery disclosed herein, since the thermal expansion of the bottom surface of the bolt holder of the insulating holder can be suppressed, the fitting portion of the bolt and the bolt holder of the insulating holder can be fitted without a gap. Thus, the rotation of the bolt can be suitably restricted, and the occurrence of poor connection due to the rotation of the bolt can be prevented.
ここで開示される密閉型電池の好ましい一態様では、寸法吸収部がボルト収納部の底面の中央部近傍に形成されている。
本態様のように寸法吸収部をボルト収納部の底面の中央部近傍に設けることによって、寸法吸収部に向かう残留応力をボルト収納部の底面に均一に生じさせることができる。これによって、ボルト収納部の熱膨張をより好適に抑制して、ボルトの回転を規制することができる。
In a preferred embodiment of the sealed battery disclosed herein, the dimension absorbing portion is formed in the vicinity of the center portion of the bottom surface of the bolt housing portion.
By providing the dimension absorbing portion near the center of the bottom surface of the bolt housing portion as in this aspect, the residual stress toward the dimension absorbing portion can be uniformly generated on the bottom surface of the bolt housing portion. Thereby, the thermal expansion of the bolt housing portion can be more suitably suppressed, and the rotation of the bolt can be restricted.
ここで開示される密閉型電池の好ましい一態様では、寸法吸収部がボルト収納部の底面に2個以上形成されている。
このように複数の寸法吸収部を設けることによって、ボルト収納部の底面に十分な残留応力を生じさせることができるため、ボルト収納部の熱膨張を適切に抑制できる。
In a preferred embodiment of the sealed battery disclosed herein, two or more dimension absorbing portions are formed on the bottom surface of the bolt housing portion.
By providing a plurality of dimension absorbing portions in this manner, a sufficient residual stress can be generated on the bottom surface of the bolt housing portion, so that the thermal expansion of the bolt housing portion can be appropriately suppressed.
また、ここで開示される密閉型電池の好ましい他の態様では、寸法吸収部の平面視における形状が、円形、楕円形、矩形のいずれかである。
寸法吸収部の平面視における形状は特に限定されないが、寸法吸収部に向かう残留応力を好適に生じさせることができ、かつ、ボルト収納部の底面に容易に形成することができるという観点から、円形、楕円形、矩形のいずれかにすることが好ましい。
Moreover, in another preferable aspect of the sealed battery disclosed herein, the shape of the dimension absorbing portion in plan view is any one of a circle, an ellipse, and a rectangle.
Although the shape of the dimension absorbing portion in plan view is not particularly limited, it is preferable that the residual stress toward the dimension absorbing portion can be suitably generated and can be easily formed on the bottom surface of the bolt storage portion. , Oval or rectangular.
また、ここで開示される密閉型電池の好ましい他の態様では、寸法吸収部の平面視における形状が円形であり、当該平面円形の寸法吸収部の直径が1mm〜1.5mmである。
寸法吸収部の寸法は、絶縁ホルダの材料やボルト収納部の寸法などを考慮して適宜調整することが好ましい。例えば、ボルト収納部に対して寸法吸収部が小さすぎると、ボルト収納部の底面に十分な残留応力を生じさせることが難しくなる。また、寸法吸収部が大きすぎる場合も同様に、ボルト収納部における残留応力が小さくなるおそれがある。例えば、寸法吸収部の平面視における形状を円形にした場合には、当該平面円形の寸法吸収部の直径は1mm〜1.5mmの範囲内に設定することが好ましい。
Moreover, in another preferable aspect of the sealed battery disclosed herein, the shape of the dimension absorbing portion in a plan view is circular, and the diameter of the planar circular dimension absorbing portion is 1 mm to 1.5 mm.
It is preferable that the dimension of the dimension absorbing part is appropriately adjusted in consideration of the material of the insulating holder, the dimension of the bolt storage part, and the like. For example, if the dimension absorbing portion is too small with respect to the bolt housing portion, it is difficult to generate sufficient residual stress on the bottom surface of the bolt housing portion. Similarly, when the dimension absorbing portion is too large, the residual stress in the bolt housing portion may be reduced. For example, when the shape of the dimension absorbing portion in plan view is circular, the diameter of the planar circular dimension absorbing portion is preferably set within a range of 1 mm to 1.5 mm.
また、ここで開示される密閉型電池の好ましい他の態様では、寸法吸収部の深さが0.5mm〜2.5mmである。
寸法吸収部を深くすると、ボルト収納部の底面に生じる残留応力が大きくなってボルト収納部の熱膨張をより好適に抑制することができる一方で、深くし過ぎると絶縁ホルダの耐久性が低下する虞がある。このため、寸法吸収部の深さは、絶縁ホルダの強度等を考慮して適宜調整することが好ましい。なお、絶縁ホルダを貫通するように寸法吸収部を形成すると、金属粉などの導電性の異物が寸法吸収部に入り込んだ際にボルトと蓋体とが通電する虞があるため、寸法吸収部の深さは絶縁ホルダを貫通しないように設定することが好ましい。
Moreover, in another preferable aspect of the sealed battery disclosed herein, the depth of the dimension absorbing portion is 0.5 mm to 2.5 mm.
When the dimension absorbing portion is deepened, the residual stress generated on the bottom surface of the bolt housing portion is increased, and the thermal expansion of the bolt housing portion can be more suitably suppressed. On the other hand, when the depth is too deep, the durability of the insulating holder is lowered. There is a fear. For this reason, it is preferable to appropriately adjust the depth of the dimension absorbing portion in consideration of the strength of the insulating holder and the like. Note that if the dimension absorbing part is formed so as to penetrate the insulating holder, there is a possibility that the bolt and the lid may be energized when conductive foreign matter such as metal powder enters the dimension absorbing part. The depth is preferably set so as not to penetrate the insulating holder.
また、本発明は、上記課題を解決するための一側面として、上記した密閉型電池に用いられる電極端子を提供する。
かかる電極端子は、一方の端部がケース内の電極体と電気的に接続されていると共に、他方の端部がケースの外部に露出している集電部材と、一方の端部に外部機器と接続される柱状の接続部が形成されていると共に、他方の端部に角形の凸部である嵌合部が形成されているボルトと、集電部材とボルトとを電気的に接続する板状の外部接続部材と、当該外部接続部材とケースとの間に配置される絶縁部材であって、ボルトの嵌合部と嵌合する角型の凹部であるボルト収納部が形成されている絶縁ホルダとを備えている。
そして、ここで開示される電極端子では、ボルト収納部の底面に凹状の寸法吸収部が形成されており、当該ボルト収納部の底面に寸法吸収部に向かう残留応力が生じている。
Moreover, this invention provides the electrode terminal used for an above-described sealed battery as one side surface for solving the said subject.
The electrode terminal has a current collecting member having one end electrically connected to the electrode body in the case and the other end exposed to the outside of the case, and an external device at one end. A plate that electrically connects the current collector and the bolt, with a columnar connection portion connected to the bolt and a fitting portion that is a square convex portion formed at the other end An external connection member, and an insulation member disposed between the external connection member and the case, in which a bolt housing portion that is a square recess to be fitted with the fitting portion of the bolt is formed And a holder.
And in the electrode terminal disclosed here, the concave dimension absorption part is formed in the bottom face of a bolt accommodating part, and the residual stress which goes to the dimension absorption part has arisen in the bottom face of the said bolt accommodating part.
かかる構成の電極端子によれば、外部機器との接続において生じる摩擦熱などによって絶縁ホルダが昇温した場合であっても、当該絶縁ホルダのボルト収納部が膨張することを適切に抑制できるため、ボルトの回転を好適に規制し、ボルトの供回りによる接続不良の発生を防止することができる。 According to the electrode terminal having such a configuration, even when the temperature of the insulating holder is increased due to frictional heat generated in connection with an external device, the bolt housing portion of the insulating holder can be appropriately suppressed from expanding, The rotation of the bolt is preferably restricted, and the occurrence of poor connection due to the rotation of the bolt can be prevented.
以下、本発明の一実施形態に係る密閉型電池の一例としてリチウムイオン二次電池を説明する。なお、ここで開示される密閉型電池はリチウムイオン二次電池に限定されず、例えば、ニッケル水素電池などであってもよい。 Hereinafter, a lithium ion secondary battery will be described as an example of a sealed battery according to an embodiment of the present invention. The sealed battery disclosed here is not limited to a lithium ion secondary battery, and may be, for example, a nickel metal hydride battery.
また、以下の図面においては、同じ作用を奏する部材・部位には同じ符号を付して説明している。なお、各図における寸法関係(長さ、幅、厚み等)は実際の寸法関係を反映するものではない。また、本明細書において特に言及している事項以外の事柄であって本発明の実施に必要な事柄(例えば、電極体や電解質物質の構成および製法などのリチウムイオン二次電池の構築に係る一般的技術等)は、当該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。 Moreover, in the following drawings, the same code | symbol is attached | subjected and demonstrated to the member and site | part which show | plays the same effect | action. In addition, the dimensional relationship (length, width, thickness, etc.) in each drawing does not reflect the actual dimensional relationship. Further, matters other than matters specifically mentioned in the present specification and matters necessary for the implementation of the present invention (for example, general construction related to the construction of a lithium ion secondary battery such as an electrode body and an electrolyte substance and a manufacturing method thereof) Technical technology etc.) can be understood as a design matter of those skilled in the art based on the prior art in the field.
1.全体構成
本実施形態に係る密閉型電池の基本的な構造は従来の密閉型電池と同様である。具体的には、図1に示すように、本実施形態に係る密閉型電池100は、扁平な角型のケース10の内部に電極体20が収納されることによって構成されている。かかる密閉型電池100のケース10は、上面が開口した扁平な角型のケース本体12と、当該ケース本体12上面の開口部を塞ぐ板状の蓋体14とから構成されている。かかるケース10は、軽量で熱伝導性の良い金属材料を主体に構成されていることが好ましく、かかる金属材料としてはアルミニウムなどが挙げられる。
1. Overall Configuration The basic structure of a sealed battery according to this embodiment is the same as that of a conventional sealed battery. Specifically, as shown in FIG. 1, the sealed
ケース10の内部に収容された電極体20は、リチウムイオンを吸蔵および放出可能な電極活物質を含む合材層が箔状の集電体の表面に付与された正負極を備えている。
本実施形態においては、電極体20として捲回電極体が用いられている。図示は省略するが、かかる捲回電極体20は、箔状の正極集電体の表面に正極合材層が付与された長尺シート状の正極と、箔状の負極集電体の表面に負極合材層が付与された長尺シート状の負極とを備えており、これらの正負極をセパレータを介して積層させ、該積層体を捲回することによって形成される。そして、幅方向Xにおける捲回電極体20の中央部には、正負極の合材層が対向した捲回コア部20Aが形成されている一方で、幅方向Xの両側縁部には、合材層が付与されていない集電体が巻き重ねられた端子接続部20Bが形成されている。
なお、本実施形態に係る密閉型電池100において、電極体20を構成する各部材(例えば正極、負極およびセパレータ等)の材料は、従来の一般的なリチウムイオン二次電池に用いられるものと同様のものを制限なく使用可能であり、本発明を特徴づけるものではないため、詳細な説明を省略する。
The
In the present embodiment, a wound electrode body is used as the
In the sealed
また、本実施形態に係る密閉型電池100のケース10の内部には、上記した電極体20と共に電解質物質も収容されているが、かかる電解質物質についても、従来の一般的なリチウムイオン二次電池と同様のものを特に限定なく使用することができるため詳細な説明は省略する。
In addition, the
そして、本実施形態に係る密閉型電池100では、ケース10の上面をなす蓋体14に電極端子30が設けられている。かかる電極端子30は、複数の密閉型電池同士を接続して組電池を構築する際や車両のモーターなどと接続する際などに用いられる。具体的には、電極端子30は、ケース10内の電極体20と電気的に接続されていると共に、当該ケース10外に露出しており、当該露出部分が上記した種々の外部機器と接続される。
以下、本実施形態における電極端子30の具体的な構造について説明する。
In the sealed
Hereinafter, a specific structure of the
2.電極端子
(1)電極端子の構成部材
図3は本実施形態に係る密閉型電池100の電極端子30近傍の構造を模式的に示す断面図である。本実施形態に係る密閉型電池100の電極端子30は、集電部材32と、シール部材39と、ボルト34と、外部接続部材36と、絶縁ホルダ38とを備えている。以下、かかる各々の部材について具体的に説明する。
2. Electrode Terminal (1) Constituent Member of Electrode Terminal FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing the structure in the vicinity of the
(a)集電部材
集電部材32は、導電性材料によって構成された長尺の部材である。図1に示すように、集電部材32の一方の端部32aはケース10内の電極体20と電気的に接続されており、他方の端部32bはケース10の蓋体14を貫通して外部に露出している。具体的には、集電部材32の一方の端部32aは、長尺の板状に形成されており、密閉型電池100の縦方向Zに沿って延びてケース10内の電極体20の端子接続部20Bに接続されている。一方、集電部材32の他方の端部32bは、図3に示すように、シール部材39、蓋体14、絶縁ホルダ38、外部接続部材36の各々を貫通してケース10の外部に露出している。そして、集電部材32は、図2に示すように円筒状に成形された他方の端部32bを図3に示すようにかしめることによって上記した各々の部材をケース10の蓋体14に固定している。かかる集電部材32に用いられる導電性材料としては、例えば、アルミニウム、銅などが挙げられる。
(A) Current collecting member The current collecting
(b)シール部材
また、図3に示すように、本実施形態に係る密閉型電池においては、集電部材32と蓋体14とが通電することを防止するために、集電部材32と蓋体14との間に板状の絶縁部材であるシール部材39が配置されている。シール部材39には集電部材32の端部32bを挿通させる集電部材挿通孔39aが形成されており、当該集電部材挿通孔39aの周囲に上方に向けて突出した封止部39bが設けられている。かかる封止部39bは、蓋体14の集電部材挿通孔14aに挿入されており、当該集電部材挿通孔14aの内部において蓋体14と集電部材32とが接触することを防止すると共に、蓋体14の集電部材挿通孔14aを封止してケース10を密閉している。なお、シール部材39に用いられる材料としては、例えば、ポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリイミド樹脂などの絶縁性樹脂が挙げられる。
(B) Seal Member As shown in FIG. 3, in the sealed battery according to the present embodiment, the
(c)ボルト
ボルト34は、ケース10外部において密閉型電池の縦方向Zに沿って立設する柱状の接続部34aを備えた導電性部材であり、上記した集電部材32と同種の材料から構成されていることが好ましい。かかる柱状の接続部34aの外周面にはネジ溝(図示省略)が形成されている。例えば、ボルト34の接続部34aを板状のバスバー(図示省略)に貫通させた後、当該接続部34aにナットを締め込むことによって、密閉型電池と外部機器とが電気的に接続される。
一方、このボルト34では、上記した外部機器との接続の際にボルト34が供回りすることを防止するために、図2および図3に示すように、他方の端部に矩形の凸部である嵌合部34bが形成されている。詳しくは後述するが、かかるボルト34の嵌合部34bは、絶縁ホルダ38のボルト収納部38aと形状・寸法が対応するように設計されており、このボルト34の嵌合部34bを絶縁ホルダ38のボルト収納部38aに嵌め込むことによってボルト34の回転が規制される。かかる嵌合部34bの具体的な形状・寸法は、必要に応じて適宜変更することができる。
(C) Bolt The
On the other hand, with this
(d)外部接続部材
外部接続部材36は、上記した集電部材32とボルト34とを電気的に接続する板状の導電部材である。具体的には、外部接続部材36は、密閉型電池の幅方向Xに沿って延びている。そして、図2に示すように、外部接続部材36の一方の端部には、集電部材32を挿通させる集電部材挿通孔36bが形成されており、他方の端部にはボルト34を挿通させるボルト挿通孔36aが設けられている。また、本実施形態における外部接続部材36は、後述する絶縁ホルダ38の上面の形状と対応するように折り曲げられている。なお、外部接続部材36についても、上記した集電部材32と同種の導電性材料を用いることができる。
(D) External Connection Member The
(e)絶縁ホルダ
絶縁ホルダ38は、外部接続部材36と蓋体14とを絶縁するために設けられた絶縁部材である。かかる絶縁ホルダ38の材料については、上記したシール部材39と同種の絶縁性材料(例えば、ポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリイミド樹脂など)を好ましく用いることができる。
かかる絶縁ホルダ38は、外部接続部材36と蓋体14との間に配置されており、電極端子30を構成する各々の導電性部材(集電部材32、ボルト34、外部接続部材36)がケース10の蓋体14と通電することを防止している。具体的には、絶縁ホルダ38は、上記した外部接続部材36と同様に密閉型電池100の幅方向Xに沿って延びており、外部接続部材36と蓋体14との間に配置されている。そして、絶縁ホルダ38の一方の端部には集電部材32を挿通させる集電部材挿通孔38cが形成されており、他方の端部にはボルト34の嵌合部34bを収納する凹状のボルト収納部38aが設けられている。
(E) Insulating Holder
The insulating
そして、本実施形態における絶縁ホルダ38には、ボルト34の回転を規制するための構造が設けられている。具体的には、絶縁ホルダ38のボルト収納部38aがボルト34の嵌合部34bと対応するような形状および寸法に形成されており、当該ボルト収納部38aにボルト34の嵌合部34bを隙間なく嵌合させることによってボルト34の回転が規制される。
本実施形態においては、ボルト収納部38aが矩形の凹部に形成されており、かかるボルト収納部38aの側壁38bの間隔(すなわち、ボルト収納部38aの底面の一辺の長さ)が、矩形の凸部であるボルト34の嵌合部34bの一辺よりも僅かに大きくなるように設定されている。
The insulating
In the present embodiment, the
なお、本実施形態に係る密閉型電池の絶縁ホルダ38では、上記したボルト収納部38aの熱膨張を抑制するために、ボルト収納部38aの底面に凹状の寸法吸収部38dが形成されているが、かかる寸法吸収部38dに関する構造については後に詳しく説明する。
In the sealed
(2)電極端子の構築
本実施形態に係る密閉型電池100の電極端子30は、上記した各々の部材をケース10の蓋体14に組み付けることによって構築される。
(2) Construction of Electrode Terminal The
かかる電極端子30を構築するに際しては、先ず、蓋体14に絶縁ホルダ38とシール部材39とを取り付ける。具体的には、各々の部材の集電部材挿通孔14a、38c、39aが連通するように、蓋体14の上面に絶縁ホルダ38を配置し、下面にシール部材39を配置する。そして、絶縁ホルダ38とシール部材39とを挟み込んで押圧することによって絶縁ホルダ38の底面とシール部材39の封止部39bとを圧着させる。これによって、絶縁ホルダ38とシール部材39とが蓋体14に取り付けられ、蓋体14の集電部材挿通孔14aが絶縁部材で覆われる。
In constructing the
次に、絶縁ホルダ38上にボルト34と外部接続部材36を配置する。具体的には、ボルト収納部38aが嵌合部34bに嵌合するように絶縁ホルダ38の上面にボルト34を配置した後に、ボルト34の接続部34aを外部接続部材36のボルト挿通孔36aに挿通させて外部接続部材36を絶縁ホルダ38の上面に配置する。
Next, the
そして、シール部材39と蓋体14と絶縁ホルダ38と外部接続部材36の各々に形成されている集電部材挿通孔39a、14a、38c、36bに、集電部材32の他方の端部32bを挿通させた後、集電部材32の他方の端部32bをかしめることによって上記した各々の部材をケース10の蓋体14に固定する。これによって、図3に示すような構造の電極端子30が構築される。
Then, the
(3)寸法吸収部
上記したように、本実施形態に係る密閉型電池100では、絶縁ホルダ38のボルト収納部38aの熱膨張を抑制するために、ボルト収納部38aの底面に寸法吸収部38dが形成されている。以下、かかる寸法吸収部38dについて説明する。
図4は本実施形態に係る密閉型電池の電極端子に用いられる絶縁ホルダを模式的に示す図であり、図4(a)は斜視図、図4(b)は平面図、図4(c)は図4(b)中のC−C断面図である。また、図5は本実施形態における絶縁ホルダのボルト収納部近傍を模式的に示す平面図である。
(3) Dimension Absorbing Part As described above, in the sealed
FIG. 4 is a diagram schematically showing an insulating holder used for the electrode terminal of the sealed battery according to the present embodiment. FIG. 4 (a) is a perspective view, FIG. 4 (b) is a plan view, and FIG. ) Is a cross-sectional view taken along the line CC in FIG. FIG. 5 is a plan view schematically showing the vicinity of the bolt housing portion of the insulating holder in the present embodiment.
図4に示すように、本実施形態に係る密閉型電池100では、絶縁ホルダ38のボルト収納部38aの底面の中央部近傍に凹状の寸法吸収部38dが2個形成されている。図4(b)に示すように、かかる寸法吸収部38dは、絶縁ホルダ38の長手方向(換言すると、図3に示す密閉型電池の幅方向X)に沿って並べて形成されている。
このような寸法吸収部38dが形成された絶縁ホルダ38では、図5に示すようにボルト収納部38aの底面に寸法吸収部38dに向かう残留応力Aが生じている。このため、ボルト34と外部機器とを接続する際の摩擦熱によって絶縁ホルダ38が加熱され、ボルト収納部38aの底面に膨張しようとする熱応力Bが生じたとしても、上記した残留応力Aによって熱応力Bを低減させることができるため、ボルト収納部38aの底面の膨張を抑制できる。
As shown in FIG. 4, in the sealed
In the insulating
以上のように、本実施形態によれば、絶縁ホルダ38のボルト収納部38aの熱膨張を抑制し、当該ボルト収納部38aの側壁38bの間隔が広がることを防止できる。このため、ボルト34の嵌合部34bと絶縁ホルダ38のボルト収納部38aとを適切に嵌合させてボルト34の回転を好適に規制することができ、外部機器との接続の際にボルト34の供回りによる接続不良が生じることを適切に防止できる。
As described above, according to this embodiment, the thermal expansion of the
なお、寸法吸収部38dは、ボルト収納部38aの底面に適切な残留応力Aを生じさせるという観点の下で形状や寸法を適宜調整することが好ましい。例えば、本実施形態においては、平面視における形状が円形の寸法吸収部38dが形成されているが、かかる円形の寸法吸収部38dの直径は、適切な残留応力Aが生じるようにボルト収納部38aとの寸法関係を考慮して適宜調整することが好ましい。例えば、ボルト収納部38aの一辺の長さが6mm〜10mmの場合には、寸法吸収部38dの直径を0.5mm〜2.0mm(より好ましくは1mm〜1.5mm)の範囲内に設定することが好ましい。
In addition, it is preferable that the
また、図4(c)に示す寸法吸収部38dの深さd1についても、適切な残留応力Aを生じさせるために適宜調整することが好ましい。例えば、寸法吸収部38dを深くすると、ボルト収納部38aの底面に生じる残留応力A(図5参照)が大きくなるが、深くし過ぎると絶縁ホルダ38の耐久性が低下する虞がある。また、絶縁ホルダ38を貫通するように寸法吸収部38dを形成すると、寸法吸収部38dに金属粉などの導電性の異物が入り込んだ際にボルト34と蓋体14とが通電する虞があるため、絶縁ホルダ38を貫通しないように寸法吸収部38dの深さd1を調整することが好ましい。具体的には、ボルト収納部38aにおける絶縁ホルダ38の厚みが1.5mm〜3mm程度の場合には、寸法吸収部38dの深さd1を0.5mm〜2.5mmの範囲内に設定することが好ましい。
Also, the depth d1 of the
なお、絶縁ホルダ38は、一般に、絶縁材料を加熱して成形した後に常温まで冷却することによって製造されるが、本実施形態における寸法吸収部38dは、高温で成形した絶縁ホルダ38が冷却されるよりも前に、ボルト収納部38aの底面に形成されていると好ましい。これによって、冷却中にボルト収納部38aの底面を寸法吸収部38dに向かって大きく収縮させて、寸法吸収部38dに向かう残留応力Aをボルト収納部38aの底面に好適に生じさせることができる。なお、このように冷却前の絶縁ホルダ38に寸法吸収部38dを形成する手段としては、例えば、寸法吸収部38dに対応する凸部を有した成形金型を用いて絶縁材料を加熱成形するという手段が挙げられる。
In general, the insulating
3.他の態様
以上、ここで開示される密閉型電池の一実施形態について説明したが、本発明は、上記した実施形態に限定されず、種々の構造を変更することができる。
3. Other Embodiments Although one embodiment of the sealed battery disclosed herein has been described, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various structures can be changed.
例えば、上記した実施形態では、ボルト34の嵌合部34bと、絶縁ホルダ38のボルト収納部38aの各々の形状が矩形であったが、かかる嵌合部34bとボルト収納部38aの形状は、ボルト34の回転を規制できるような角型であればよく、三角柱や五角柱などの角柱状に形成されていてもよい。
For example, in the above-described embodiment, the shape of each of the
また、上記した実施形態では、2個の寸法吸収部38dをボルト収納部38aの底面に形成しているが、寸法吸収部38dの個数は、特に限定されず、例えば、図6に示すように、寸法吸収部38dの個数は1個のみでもよい。但し、ボルト収納部38aの底面に、適切な残留応力を生じさせるという観点からは、上記した実施形態のように、複数の寸法吸収部38dを形成するほうが好ましい。なお、図6に示すように円形の寸法吸収部38dを1個のみ設ける場合には、かかる寸法吸収部38dの直径を2mm〜5mmの範囲内に設定するとよい。
In the above-described embodiment, the two
また、上記した実施形態は、いずれも、平面視における形状が円形である寸法吸収部38dを形成しているが、かかる寸法吸収部38dの形状は円形に限定されない。寸法吸収部38dの平面視における形状は、例えば、図7に示すような楕円形であってもよいし、図8に示すような矩形であってもよい。これらの形状の場合であっても、ボルト収納部38aの底面に適切な残留応力を生じさせて当該底面の熱膨張を抑制することができる。また、図9に示すように、平面視において矩形の寸法吸収部38dを形成する場合であっても、寸法吸収部38dを1個のみ形成してもよい。
In any of the above-described embodiments, the
また、上記した図5〜図9に示すいずれの形状であっても、寸法吸収部38dは、ボルト収納部38aの底面の中央部近傍に形成されていることが好ましい。これによって、寸法吸収部38dに向かう残留応力をボルト収納部38aの底面に均一に生じさせて、ボルト収納部38aの熱膨張を適切に抑制することができる。
なお、「ボルト収納部の底面の中央部近傍」とは、残留応力Aの向きがボルト収納部38aの底面の外方から内方となるような位置を指すものとする。例えば、一辺の長さが6mm〜10mmの平面略正方形のボルト収納部38aを設ける場合には、当該ボルト収納部38aの中心から半径5mm以内の領域を中央部近傍とし、かかる領域に寸法吸収部38dを形成するとよい。
Moreover, it is preferable that the
“The vicinity of the central portion of the bottom surface of the bolt housing portion” refers to a position where the direction of the residual stress A is from the outside to the inside of the bottom surface of the
[試験例]
以下、本発明に関する試験例を説明するが、以下の説明は本発明を限定することを意図したものではない。
[Test example]
Test examples relating to the present invention will be described below, but the following description is not intended to limit the present invention.
1.各試験例
(1)試験例1
試験例1においては、図4に示すように、平面視において略正方形のボルト収納部38aが形成されており、当該ボルト収納部38aの底面に円形の寸法吸収部38dが2個形成されている絶縁ホルダ38を作製した。具体的には、図4に示す構造と対応するような凹凸が形成された鋳型の内部に絶縁性樹脂(ポリアミド樹脂)を充填した後、室温(25℃)まで冷却して絶縁ホルダ38を成形した。
1. Each test example (1) Test example 1
In Test Example 1, as shown in FIG. 4, a substantially square
(2)試験例2
試験例2においては、ボルト収納部の底面に寸法吸収部が形成されていない点を除いて、試験例1と同じ条件で絶縁ホルダを作製した。
(2) Test example 2
In Test Example 2, an insulating holder was manufactured under the same conditions as Test Example 1 except that the dimension absorbing part was not formed on the bottom surface of the bolt housing part.
2.評価試験
各々の試験例で作製した絶縁ホルダを恒温槽に収容して60℃で60分間保持した後にボルト収納部の一辺の長さを測定した。測定結果を図10に示す。なお、図10では、常温(25℃)におけるボルト収納部の一辺の長さを100%としたときの60℃におけるボルト収納部の一辺の長さを示している。
2. Evaluation test The insulating holder produced in each test example was housed in a thermostatic bath and held at 60 ° C for 60 minutes, and then the length of one side of the bolt housing portion was measured. The measurement results are shown in FIG. FIG. 10 shows the length of one side of the bolt housing part at 60 ° C. when the length of one side of the bolt housing part at room temperature (25 ° C.) is 100%.
3.評価結果
図10に示すように、試験例2の絶縁ホルダでは、60℃に加熱された際にボルト収納部が膨張して一辺の長さが3%増加していたが、試験例1の絶縁ホルダではボルト収納部の膨張が1%に抑制されていた。このことから、試験例1のように、ボルト収納部の底面に寸法吸収部を形成することによって、絶縁ホルダのボルト収納部の熱による膨張を抑制できることが確認された。
3. Evaluation Results As shown in FIG. 10, in the insulating holder of Test Example 2, the bolt storage portion expanded when heated to 60 ° C. and the length of one side increased by 3%. In the holder, the expansion of the bolt storage portion was suppressed to 1%. From this, it was confirmed that the expansion by the heat | fever of the bolt accommodating part of an insulation holder can be suppressed by forming a dimension absorption part in the bottom face of a bolt accommodating part like Test example 1. FIG.
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、請求の範囲を限定するものではない。請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。 As mentioned above, although the specific example of this invention was demonstrated in detail, these are only illustrations and do not limit a claim. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above.
10 ケース
12 ケース本体
14 蓋体
14a 蓋体の集電部材挿通孔
20 電極体(捲回電極体)
20A 捲回コア部
20B 端子接続部
30 電極端子
32 集電部材
32a、32b 正極集電部の端部
34 ボルト
34a 接続部
34b 嵌合部
36 外部接続部材
36a ボルト挿通孔
36b 外部接続部材の集電部材挿通孔
38 絶縁ホルダ
38a ボルト収納部
38b ボルト収納部の側壁
38c 絶縁ホルダの集電部材挿通孔
38d 寸法吸収部
39 シール部材
39a シール部材の集電部材挿通孔
39b 封止部
100 密閉型電池
A 残留応力
B 熱応力
d1 寸法吸収部の深さ
X 幅方向
Z 縦方向
DESCRIPTION OF
20A
Claims (7)
前記電極端子は、
一方の端部が前記ケース内の前記電極体と電気的に接続されていると共に、他方の端部が前記ケースの外部に露出している集電部材と、
一方の端部に前記外部機器と接続される柱状の接続部が形成されていると共に、他方の端部に角形の凸部である嵌合部が形成されているボルトと、
前記集電部材と前記ボルトとを電気的に接続する板状の外部接続部材と、
当該外部接続部材と前記ケースとの間に配置される絶縁部材であって、前記ボルトの前記嵌合部と嵌合する角型の凹部であるボルト収納部が形成されている絶縁ホルダと
を備えており、
ここで、前記ボルト収納部の底面に凹状の寸法吸収部が形成されている、密閉型電池。 It is configured by accommodating an electrode body in a case, and is a sealed battery in which an electrode terminal connected to an external device is provided in the case,
The electrode terminal is
A current collecting member having one end electrically connected to the electrode body in the case and the other end exposed to the outside of the case;
A bolt in which a columnar connecting portion connected to the external device is formed at one end, and a fitting portion that is a square convex portion is formed at the other end,
A plate-like external connection member for electrically connecting the current collecting member and the bolt;
An insulating member disposed between the external connection member and the case, wherein an insulating holder is formed with a bolt housing portion that is a square recess that fits with the fitting portion of the bolt. And
Here, a sealed battery in which a concave dimension absorbing portion is formed on the bottom surface of the bolt housing portion.
一方の端部が前記ケース内の前記電極体と電気的に接続されていると共に、他方の端部が前記ケースの外部に露出している集電部材と、
一方の端部に前記外部機器と接続される柱状の接続部が形成されていると共に、他方の端部に角形の凸部である嵌合部が形成されているボルトと、
前記集電部材と前記ボルトとを電気的に接続する板状の外部接続部材と、
当該外部接続部材と前記ケースとの間に配置される絶縁部材であって、前記ボルトの前記嵌合部と嵌合する角型の凹部であるボルト収納部が形成されている絶縁ホルダと
を備えており、
ここで、前記ボルト収納部の底面に凹状の寸法吸収部が形成されており、当該ボルト収納部の底面に前記寸法吸収部に向かう残留応力が生じている、電極端子。 An electrode terminal provided in the case of the sealed battery in which the electrode body is accommodated in the case and connected to an external device,
A current collecting member having one end electrically connected to the electrode body in the case and the other end exposed to the outside of the case;
A bolt in which a columnar connecting portion connected to the external device is formed at one end, and a fitting portion that is a square convex portion is formed at the other end,
A plate-like external connection member for electrically connecting the current collecting member and the bolt;
An insulating member disposed between the external connection member and the case, wherein an insulating holder is formed with a bolt housing portion that is a square recess that fits with the fitting portion of the bolt. And
Here, a concave dimension absorbing portion is formed on the bottom surface of the bolt housing portion, and a residual stress toward the dimension absorbing portion is generated on the bottom surface of the bolt housing portion.
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