JP2018160398A - Method of manufacturing power storage element and power storage element - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、蓄電素子の製造方法及び蓄電素子に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a power storage element and a power storage element.
一般的に、蓄電素子は、ケースの内部に電極体を収容すると共に電解液を封入して形成される。蓄電素子に例えば金属等の剛性を有する材料から形成されるケースを使用する場合、ケースは、複数の部材から形成され、これら複数の部材を組み合わせることによって密封される。具体的には、有底筒状の本体に蓋体を接合することで密閉したケースが形成される。 Generally, a power storage element is formed by enclosing an electrode body in a case and enclosing an electrolytic solution. When a case formed of a material having rigidity such as metal is used for the power storage element, the case is formed of a plurality of members, and is sealed by combining the plurality of members. Specifically, a sealed case is formed by joining a lid to a bottomed cylindrical main body.
このような蓄電素子では、ケースの密封性を確保するために、本体と蓋体との間等の複数の部材間に樹脂を充填することがある(特表2009−518789号公報)。また、このように複数の部材間に充填される樹脂は、各部材を接合する機能も果たすことができる。 In such a power storage element, a resin is sometimes filled between a plurality of members such as between the main body and the lid body in order to ensure the sealing performance of the case (Japanese Patent Publication No. 2009-518789). In addition, the resin filled between the plurality of members as described above can also function to join the members.
また、蓄電素子には、例えば蓋体に外部端子が設けられる場合等、蓄電素子のケースを構成する複数の部材間の位置決め精度が要求される場合がある。しかしながら、上述のようにケースを構成する複数の部材間に密封性を担保するための樹脂を介在させる場合、複数の部材間の相対位置を正確に定めることが難しい。 In some cases, the storage element may require positioning accuracy between a plurality of members constituting the case of the storage element, for example, when an external terminal is provided on the lid. However, when the resin for ensuring the sealing performance is interposed between the plurality of members constituting the case as described above, it is difficult to accurately determine the relative positions between the plurality of members.
上記不都合に鑑みて、本発明は、ケースを形成する部材間の位置決め精度が高い蓄電素子の製造方法及び蓄電素子を提供することを課題とする。 In view of the above problems, it is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a power storage element and a power storage element with high positioning accuracy between members forming a case.
上記課題を解決するためになされた本発明の一態様に係る蓄電素子の製造方法は、第一ケース部材と、上記第一ケース部材の外側に配置される第二ケース部材と、上記第一ケース部材及び第二ケース部材の間に介在して上記第一ケース部材及び第二ケース部材の間隔を定めるリテーナーとを射出成型金型内に配置した状態で、上記射出成型金型内に接合樹脂を注入して上記第一ケース部材、上記第二ケース部材及び上記リテーナーの間隙を埋めることを含む蓄電素子の製造方法である。 In order to solve the above problems, a method for manufacturing a power storage device according to an aspect of the present invention includes a first case member, a second case member disposed outside the first case member, and the first case. With a retainer interposed between the member and the second case member and defining a distance between the first case member and the second case member disposed in the injection mold, a bonding resin is placed in the injection mold. It is a method for manufacturing a power storage element including filling and filling a gap between the first case member, the second case member, and the retainer.
また、本発明の別の態様に係る蓄電素子は、第一ケース部材と、上記第一ケース部材の外側に配置される第二ケース部材と、上記第一ケース部材及び上記第二ケース部材の間に介在して上記第一ケース部材及び上記第二ケース部材の間隔を定めるリテーナーと、上記第二ケース部材の端部を封止する蓋板と、上記第一ケース部材、上記第二ケース部材及び上記リテーナーの間隙を埋める接合樹脂とを有するケースと、上記ケース内に収容される蓄電要素とを備え、上記リテーナーが、上記蓋板側と上記蓋板側とは逆側とを連通し且つ上記接合樹脂が充填される渡り部を有し、上記渡り部の上記蓋板側で、上記渡り部から連続する上記接合樹脂が上記蓋板に当接する座面を形成し、上記渡り部の上記蓋板側とは逆側で、上記渡り部から連続する上記接合樹脂が、上記第一ケース部材及び上記第二ケース部材の両方に当接する封止部を形成する蓄電素子である。 In addition, a power storage device according to another aspect of the present invention includes a first case member, a second case member disposed outside the first case member, and between the first case member and the second case member. A retainer for determining a distance between the first case member and the second case member, a lid plate for sealing an end of the second case member, the first case member, the second case member, and A case having a bonding resin that fills the gap between the retainers, and a power storage element accommodated in the case, wherein the retainer communicates the lid plate side and the opposite side of the lid plate side, and A connecting portion that is filled with a bonding resin, and on the lid plate side of the connecting portion, the bonding resin continuous from the connecting portion forms a seating surface that comes into contact with the cover plate, and the lid of the connecting portion Continuing from the crossing section on the opposite side of the plate side Serial bonding resin is a storage element that forms a seal in contact with both of said first case member and the second case member.
本発明の一態様に係る蓄電素子の製造方法及び本発明の別の態様に係る蓄電素子は、ケースを構成する第一ケース部材と第二ケース部材との間を高精度に位置決めすることができる。 The method for manufacturing a power storage element according to one aspect of the present invention and the power storage element according to another aspect of the present invention can position between the first case member and the second case member constituting the case with high accuracy. .
本発明の一態様に係る蓄電素子の製造方法は、第一ケース部材と、上記第一ケース部材の外側に配置される第二ケース部材と、上記第一ケース部材及び第二ケース部材の間に介在して上記第一ケース部材及び第二ケース部材の間隔を定めるリテーナーとを射出成型金型内に配置した状態で、上記射出成型金型内に接合樹脂を注入して上記第一ケース部材、上記第二ケース部材及び上記リテーナーの間隙を埋めることを含む。 A method for manufacturing a power storage device according to an aspect of the present invention includes a first case member, a second case member disposed outside the first case member, and the first case member and the second case member. In a state where the retainer that determines the interval between the first case member and the second case member is disposed in the injection mold, the bonding resin is injected into the injection mold, and the first case member is inserted. Filling the gap between the second case member and the retainer.
当該蓄電素子の製造方法は、第一ケース部材、第二ケース部材及びリテーナーを金型内に配置して接合樹脂を注入するいわゆるインサート成型を行う。これにより、第一ケース部材と第二ケース部材との位置関係が正確になると共に、第一ケース部材と第二ケース部材とを気密に接続することができる。 In the method of manufacturing the electricity storage element, so-called insert molding is performed in which a first case member, a second case member, and a retainer are arranged in a mold and a bonding resin is injected. As a result, the positional relationship between the first case member and the second case member becomes accurate, and the first case member and the second case member can be connected in an airtight manner.
上記射出成型金型が、上記第二ケース部材の端部内側に配置される蓋板の座面を上記接合樹脂により形成する座面形成部を有することが好ましい。この構成によれば、蓋板の座面を精度よく形成できるので、蓋板の位置決め精度も向上することができる。 It is preferable that the injection mold has a seat surface forming portion for forming a seat surface of a cover plate disposed inside the end portion of the second case member with the bonding resin. According to this configuration, the seating surface of the lid plate can be formed with high accuracy, so that the positioning accuracy of the lid plate can also be improved.
上記リテーナーが、上記座面形成部側と上記座面形成部とは逆側とを連通する渡り部を有することが好ましい。この構成によれば、接合樹脂よって、リテーナーの一方側に座面を正確に形成すると共に、リテーナーの他方側において第一ケース部材と第二ケース部材とを接合することができるので、ケースの形状精度及び気密性を共に向上することができる。 It is preferable that the retainer has a transition portion that communicates the seat surface forming portion side and the opposite side of the seat surface forming portion. According to this configuration, the bonding resin can accurately form the seating surface on one side of the retainer, and the first case member and the second case member can be bonded on the other side of the retainer. Both accuracy and airtightness can be improved.
上記渡り部は、上記渡り部以外の部位よりも0.1mm以上1.0mm以下厚みが小さいことが好ましい。この構成によれば、座面形成部側及びその反対側に接合樹脂を十分に供給することができ、第一ケース部材と第二ケース部材とをより確実に接合することができる。 It is preferable that the transition part has a thickness of 0.1 mm or more and 1.0 mm or less smaller than a part other than the transition part. According to this configuration, the bonding resin can be sufficiently supplied to the seat surface forming portion side and the opposite side, and the first case member and the second case member can be bonded more reliably.
上記リテーナーが、上記第二ケース部材の上記蓋板の座面とは反対側の端面に当接する第一凸部を有することが好ましい。この構成によれば、第二ケース部材とリテーナーとの相対位置を正確に定めることができるので、接合樹脂が注入される空間が正確に確保され、第一ケース部材と第二ケース部材との接合樹脂による接合がより確実となる。 It is preferable that the retainer has a first convex portion that comes into contact with an end surface of the second case member opposite to the seating surface of the lid plate. According to this configuration, since the relative position between the second case member and the retainer can be accurately determined, a space into which the bonding resin is injected is accurately ensured, and the first case member and the second case member are joined. Bonding with resin becomes more reliable.
上記リテーナーが、上記第一ケース部材の端面に当接する第二凸部を有することが好ましい。この構成によっても、第一ケース部材とリテーナーとの相対位置を正確に定めることができるので、接合樹脂が注入される空間が正確に確保され、第一ケース部材と第二ケース部材との接合樹脂による接合がより確実となる。 It is preferable that the retainer has a second convex portion that contacts the end surface of the first case member. Even with this configuration, the relative position between the first case member and the retainer can be accurately determined, so that a space into which the bonding resin is injected is accurately ensured, and the bonding resin between the first case member and the second case member is secured. The joining by becomes more reliable.
上記第二ケース部材が、上記射出成型金型のゲートに連通する注入穴を有することが好ましい。この構成によれば、第一ケース部材と第二ケース部材との間隙に接合樹脂を行き渡らせることが容易となり、第一ケース部材と第二ケース部材との接合樹脂による接合がさらに確実となる。 The second case member preferably has an injection hole communicating with the gate of the injection mold. According to this configuration, it is easy to spread the bonding resin in the gap between the first case member and the second case member, and the bonding by the bonding resin between the first case member and the second case member is further ensured.
上記リテーナーが、上記注入穴に連通する貫通穴を有することが好ましい。この構成によれば、上記リテーナーの外側と内側とに接合樹脂を注入することが容易となり、第一ケース部材と第二ケース部材との接合樹脂による接合がさらに確実となる。 It is preferable that the retainer has a through hole communicating with the injection hole. According to this configuration, it becomes easy to inject the bonding resin into the outside and the inside of the retainer, and the bonding between the first case member and the second case member by the bonding resin is further ensured.
上記第一ケース部材及び上記第二ケース部材は、筒状であり、上記接合樹脂が、上記第一ケース部材及び第二ケース部材の間に全周に亘って注入されることが好ましい。この構成によれば、ケースの密閉性をより向上することができる。 Preferably, the first case member and the second case member are cylindrical, and the bonding resin is injected over the entire circumference between the first case member and the second case member. According to this configuration, the sealing property of the case can be further improved.
上記第一ケース部材の筒状部及び第二ケース部材が四角筒状であることが好ましい。この構成によれば、正極及び負極を積層して形成される蓄電要素を効率よく収容することができる。 It is preferable that the cylindrical part of the first case member and the second case member have a rectangular cylindrical shape. According to this structure, the electrical storage element formed by laminating | stacking a positive electrode and a negative electrode can be accommodated efficiently.
本発明の別の態様に係る蓄電素子は、第一ケース部材と、上記第一ケース部材の外側に配置される第二ケース部材と、上記第一ケース部材及び上記第二ケース部材の間に介在して上記第一ケース部材及び上記第二ケース部材の間隔を定めるリテーナーと、上記第二ケース部材の端部を封止する蓋板と、上記第一ケース部材、上記第二ケース部材及び上記リテーナーの間隙を埋める接合樹脂とを有するケースと、上記ケース内に収容される蓄電要素とを備え、上記リテーナーが、上記蓋板側と上記蓋板側とは逆側とを連通し且つ上記接合樹脂が充填される渡り部を有し、上記渡り部の上記蓋板側で、上記渡り部から連続する上記接合樹脂が上記蓋板に当接する座面を形成し、上記渡り部の上記蓋板側とは逆側で、上記渡り部から連続する上記接合樹脂が、上記第一ケース部材及び上記第二ケース部材の両方に当接する封止部を形成する蓄電素子蓄電素子である。 An electricity storage device according to another aspect of the present invention includes a first case member, a second case member disposed outside the first case member, and interposed between the first case member and the second case member. And a retainer for determining a distance between the first case member and the second case member, a lid plate for sealing an end of the second case member, the first case member, the second case member, and the retainer. And a storage element accommodated in the case, wherein the retainer communicates the lid plate side and the opposite side of the lid plate side, and the bonding resin. The connecting resin is formed on the lid plate side of the transition portion to form a seating surface on which the bonding resin continuous from the transition portion abuts the lid plate, and the transition plate has the lid plate side. On the opposite side to the above, Resin is a storage element storage element forming a seal in contact with both of said first case member and the second case member.
第一ケース部材、第二ケース部材及びリテーナーを金型内に配置して接合樹脂を注入するいわゆるインサート成型により、第一ケース部材と第二ケース部材との位置関係が正確で、かつ第一ケース部材と第二ケース部材とが気密に接続された蓄電素子を提供することができる。 The first case member, the second case member, and the retainer are placed in the mold and so-called insert molding is performed to inject the bonding resin, so that the positional relationship between the first case member and the second case member is accurate and the first case. A power storage element in which the member and the second case member are hermetically connected can be provided.
以下、適宜図面を参照しつつ、本発明の実施の形態を詳説する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate.
[第一実施形態]
図1及び図2に本発明の第一実施形態に係る蓄電素子を示す。当該蓄電素子は、ケース1と、このケース1内に収容される蓄電要素2とを備える。
[First embodiment]
1 and 2 show a power storage device according to the first embodiment of the present invention. The power storage element includes a
ケース1は、一対の平行な長側面と、当該一対の長側面とを接続する一対の短側面とを有する。以下の説明では、ケース1の軸方向をX軸方向、X軸方向に垂直且つ当該長側面が延在する方向をY軸方向、X軸方向及びY軸方向に対して垂直な方向をZ軸方向ということがある。なお、図2は、当該蓄電素子をXZ平面で切断した図であり、中心よりも右側がY方向中央での切断面、中心よりも左側がY方向中央からずれた位置での切断面を示す。
The
〔ケース〕
ケース1は、四角筒状に形成される第一ケース部材3と、第一ケース部材3の両端部の外側に配置される四角筒状の一対の第二ケース部材4と、第一ケース部材3及び第二ケース部材4の間に介在して第一ケース部材3及び第二ケース部材4の間隔を定める一対のリテーナー5と、第二ケース部材4の端部を封止する一対の蓋板6と、上記第一ケース部材3、上記第二ケース部材4、リテーナー5及び蓋板6の間隙を埋める接合樹脂7とを有する。このケース1は、X軸方向両側に、接合樹脂7によって形成され、蓋板6が当接する座面8を有する。
〔Case〕
The
<第一ケース部材>
第一ケース部材3は、ケース1の胴を構成する四角筒状体である。この第一ケース部材3は、剛性を有する材料から形成される。
<First case member>
The
この第一ケース部材3の材質としては、鉄、アルミニウム、ステンレス鋼、ニッケル等の金属が挙げられ、中でも成形性に優れるアルミニウムが好適に用いられる
Examples of the material of the
<第二ケース部材>
第二ケース部材4は、第一ケース部材3の端部の外側に、第一ケース部材3と電気的に絶縁された状態で配置される。
<Second case member>
The
第二ケース部材4は、第一ケース部材3の端部の外周を一定の間隔を空けて取り囲む四角筒状体である。つまり、第二ケース部材4は、第一ケース部材3の形状に対応した一対の平行な長側面と該一対の長側面とを接続する一対の平行な短側面とを有する。また、第二ケース部材4は、蓋板6の外周を取り囲むよう、第一ケース部材3から、第一ケース部材3のX軸方向外側に突出するよう配置される。
The
第二ケース部材4の材質としては、蓋板6を溶接しやすいよう、蓋板6と同種の金属とすることが好ましい。
The material of the
第二ケース部材4は、第一ケース部材3との間隙に接合樹脂7を注入するための注入穴9を有することが好ましい。
The
(注入穴)
注入穴9は、接合樹脂7の注入を容易にするよう、第二ケース部材4の長側面のX軸方向視における中央部(Y方向中央部)に形成されることが好ましい。
(Injection hole)
The
<リテーナー>
リテーナー5は、図3に示すように、第一ケース部材3と各第二ケース部材4との間に配置される概略四角筒状乃至四角枠状のスペーサーであり、各第二ケース部材4を第一ケース部材3に対して一定の間隔を有するよう保持する。
<Retainer>
As shown in FIG. 3, the
リテーナー5は、第一ケース部材3側及び第二ケース部材4側の全周に亘って形成され且つ接合樹脂7が充填される一対の接合溝10,11と、接合溝10,11を接続するよう形成される2つの貫通穴12とを有する。接続溝10及び11は、リテーナー5のX軸方向中央部に形成されている。また、リテーナー5は、蓋板6側と蓋板6と逆側に位置する第二ケース部材4側の接合溝10とを連通するようX軸方向に延びる渡り部13と、第二ケース部材4の蓋板6とは反対側の端面に当接する第一凸部14と、第一ケース部材3の端面に当接する第二凸部15とを有する。
The
(接合溝)
接合溝10,11に接合樹脂7を充填することにより、リテーナー5と第一ケース部材3及び第二ケース部材4とを接続する。接合溝10,11は、リテーナーの周方向の一部のみに形成されていてもよいが、リテーナー5の全周に亘って形成されていることが好ましい。接合溝10,11が全周に亘って形成され、接合樹脂7が第一ケース部材3及び第二ケース部材4の間に全周に亘って注入されることで、気密性が向上する。
(Joining groove)
The
接合溝10,11の平均深さとしては、0.1mm以上0.5mm以下とすることが好ましい。接合溝10,11の平均深さを上記下限以上とすることによって、接合樹脂7の接合溝10,11への注入を確実にすることができる。また、接合溝10,11の平均深さを上記上限以下とすることによって、リテーナー5の厚さ、ひいては当該蓄電素子のサイズを比較的小さくすることができる。
The average depth of the joining
接合溝10,11の平均幅としては、1.0mm以上5.0mm以下とすることが好ましい。接合溝10,11の平均幅を上記下限以上とすることによって、リテーナー5と第一ケース部材3及び第二ケース部材4との気密性をより確実にすることができる。また、接合溝10,11の平均幅を上記上限以下とすることによって、必要とされる接合樹脂の充填量を低減することができる。
The average width of the joining
(貫通穴)
貫通穴12は、第一ケース部材1側の接合溝11への接合樹脂7の充填を容易にするために、第二ケース部材4の注入穴9に連通するよう形成されることが好ましい。つまり、貫通穴12と注入穴9とは、Z軸方向視で少なくとも一部が重複するように形成されることが好ましい。
(Through hole)
The through
貫通穴12の平均径としては2.0mm以上3.0mm以下が好ましい。貫通穴12の平均径を上記範囲内とすることによって、第一ケース部材1側の接合溝11への接合樹脂7の充填をより容易にすることができる。なお、「平均径」とは、円相当径を意味する。
The average diameter of the through
(渡り部)
渡り部13は、リテーナー5の厚さを部分的に減じて形成される。また、リテーナー5は、複数の渡り部13を有してもよく、第一ケース部材3の軸方向視(X軸方向視)における一対の長辺中央部の外側にそれぞれ渡り部13を有することが好ましい。
(Transition part)
The
渡り部13は、接合樹脂7の充填を容易にするために、リテーナー5の第二ケース部材4側表面の法線方向視で、渡り部13の一端側に貫通穴12及び第二ケース部材4の注入穴9が位置するように形成されることが好ましい。この渡り部13に接合樹脂7が充填されることによって、リテーナー5の蓋板6側に充填され座面8を形成する接合樹脂7と蓋板6とは逆側の接合溝10,11内に充填される接合樹脂7とを一体に形成することができる。また、蓋板6側の接合樹脂7と接合溝10,11内の接合樹脂7とが一体であることによって、第一ケース部材3と第二ケース部材4との間の気密性並びに第一ケース部材3及び第二ケース部材4と接合樹脂7との接合強度が向上する。
In order to facilitate filling of the
渡り部13の平均深さ(リテーナー5の渡り部13以外の部位の厚さ、つまり第一ケース部材3及び第二ケース部材4間の平均間隔と、渡り部13での厚さとの差)としては、0.1mm以上1.0mm以下が好ましい。渡り部13の平均深さを上記下限以上とすることによって、接合樹脂7の渡り部13への注入を確実にすることができる。また、渡り部13の平均深さを上記上限以下とすることによって、リテーナー5の厚さ、ひいてはX軸方向視における第一ケース部材3と第二ケース部材4との寸法差を小さくすることができる。
As the average depth of the crossover portion 13 (the thickness of the portion other than the
渡り部13の平均幅としては、10mm以上20mm以下が好ましい、渡り部13の平均幅を上記下限以上とすることによって、渡り部13の両側の接合樹脂7をより確実に接続することができる。また、渡り部13の平均幅を上記上限以下とすることによって、リテーナー5の強度低下を抑制することができる。
The average width of the
(第一凸部)
第一凸部14は、第二ケース部材4の蓋板6と反対側の端部に当接して、第二ケース部材4のX軸方向位置を定める。第一凸部14は、第一ケース3とは逆側に突出する凸部である。本実施形態では、第一凸部14は、リテーナー5の全周に亘って形成されている。第一凸部14は、リテーナー5の周囲の一部に形成されていてもよい。
(First convex part)
The first
(第二凸部)
第二凸部15は、第一ケース部材3の蓋板6側の端部に当接して、第一ケース部材3に対するリテーナー5のX軸方向位置を定める。すなわち、第二凸部15は、第一ケース3の内側に向かって突出する凸部である。本実施形態では、第二凸部15は、リテーナー5の全周に亘って形成されている。第二凸部15は、リテーナー5の周囲の一部に形成されていてもよい。
(Second convex part)
The second
<蓋板>
蓋板6は、接合樹脂7により形成される座面8に当接するよう配置される。蓋板6の外周は、第二ケース部材4に気密に溶接される。これによって、ケース1は密閉される。
<Cover plate>
The
一対の蓋板6は、蓄電要素2の正極又は負極に接続され、当該蓄電素子の外部端子として使用される。このため、蓋板6は、導電性を有する材質から形成され、好ましくは、蓄電要素2の接続される正極又は負極の集電体に用いることができる金属から形成される。
The pair of
具体的には、蓄電要素2の正極に接続される一方の蓋板6の材質としては、例えばアルミニウム、チタン、タンタル、ステンレス鋼等の金属又はそれらの合金が挙げられる。これらの中でも、耐電位性、導電性の高さ及びコストのバランスからアルミニウム及びアルミニウム合金が好ましい。なお、アルミニウム又はアルミニウム合金としては、JIS−H4000(2014年)に規定されるA1085P、A3003P等が例示できる。
Specifically, examples of the material of the one
また、蓄電要素2の負極に接続される他方の蓋板6の材質としては、例えば銅、ニッケル、ステンレス鋼、ニッケルメッキ鋼、アルミニウム等の金属又はそれらの合金が挙げられ、中でも強度に優れるニッケルメッキ鋼が好ましい。
Further, examples of the material of the
蓋板6の平均厚さとしては、十分な強度が得られる厚さとされ、材質にもよるが、例えば0.3mm以上1.0mm以下とすることができる。
The average thickness of the
<接合樹脂>
接合樹脂7は、第二ケース部材4の注入穴9から表側の接合溝10に注入され、貫通穴12を通して第一ケース部材3側に設けられた接合溝11に充填されると共に、渡り部13を通して蓋板6側に流れ込み、後述するように金型により座面8を有する端部を形成する。
<Bonding resin>
The
接合樹脂7としては、上記第一ケース部材3、上記第二ケース部材4、リテーナー5及び蓋板6の間隙に注入でき、且つ注入後に硬化できるものであればよく、熱可塑性樹脂であってもよく熱硬化性樹脂であってもよい。具体的な接合樹脂7の主成分としては、例えばポリフェニレンサルファイド、ポリプロピレン等を挙げることができる。
The
〔蓄電要素〕
蓄電要素2は、正極板16及び負極板17をセパレーター18を介して積層してなる電極体本体19と、正極板16及び負極板17から延び、蓋板6に接続されるタブ20とを有する。この蓄電要素2は、電解質と共にケース1内に封入される。
[Storage element]
The
(正極板)
正極板16は、導電性を有する箔状乃至シート状の正極集電体と、この正極集電体の両面に積層される正極活物質層とを有する。
(Positive electrode plate)
The
正極板16の正極集電体の材質としては、アルミニウム、銅、鉄、ニッケル等の金属又はそれらの合金が用いられる。これらの中でも、導電性の高さとコストとのバランスからアルミニウム、アルミニウム合金、銅及び銅合金が好ましく、アルミニウム及びアルミニウム合金がより好ましい。また、正極集電体の形状としては、箔、蒸着膜等が挙げられ、コストの面から箔が好ましい。つまり、正極集電体としてはアルミニウム箔が好ましい。
As a material of the positive electrode current collector of the
正極板16の正極活物質層は、正極活物質を含むいわゆる合材から形成される多孔性の層である。また、正極活物質層を形成する合材は、必要に応じて導電剤、結着剤(バインダ)、増粘剤、フィラー等の任意成分を含む。
The positive electrode active material layer of the
上記正極活物質としては、例えばLixMOy(Mは少なくとも一種の遷移金属を表す)で表される複合酸化物(LixCoO2、LixNiO2、LixMn2O4、LixMnO3、LixNiαCo(1−α)O2、LixNiαMnβCo(1−α−β)O2、LixNiαMn(2−α)O4等)、LiwMex(XOy)z(Meは少なくとも一種の遷移金属を表し、Xは例えばP、Si、B、V等を表す)で表されるポリアニオン化合物(LiFePO4、LiMnPO4、LiNiPO4、LiCoPO4、Li3V2(PO4)3、Li2MnSiO4、Li2CoPO4F等)が挙げられる。これらの化合物中の元素又はポリアニオンは他の元素又はアニオン種で一部が置換されていてもよい。正極活物質層においては、これら化合物の一種を単独で用いてもよく、二種以上を混合して用いてもよい。また、正極活物質の結晶構造は、層状構造又はスピネル構造であることが好ましい。
Examples of the positive electrode active material include composite oxides represented by Li x MO y (M represents at least one transition metal) (Li x CoO 2 , Li x NiO 2 , Li x Mn 2 O 4 , Li x MnO 3, Li x Ni α Co (1-α)
(負極板)
負極板17は、導電性を有する箔状乃至シート状の負極集電体と、この負極集電体の両面に積層される多孔性の負極活物質層とを有する。
(Negative electrode plate)
The
負極板17の負極集電体の材質としては、銅又は銅合金が好ましい。また、負極集電体の形状としては、箔が好ましい。つまり、負極板17の負極集電体としては銅箔が好ましい。負極集電体として用いられる銅箔としては、例えば圧延銅箔、電解銅箔等が例示される。
The material of the negative electrode current collector of the
負極活物質層は、負極活物質を含むいわゆる合材から層状に形成される。また、負極活物質層を形成する合材は、必要に応じて導電剤、結着剤(バインダ)、増粘剤、フィラー等の任意成分を含む多孔性の材料から形成される。また、負極活物質層を形成する合材は、必要に応じて導電剤、結着剤(バインダ)、増粘剤、フィラー等の任意成分を含む。 The negative electrode active material layer is formed in a layer form from a so-called composite material containing a negative electrode active material. Moreover, the composite material which forms a negative electrode active material layer is formed from the porous material containing arbitrary components, such as a electrically conductive agent, a binder (binder), a thickener, and a filler as needed. Moreover, the composite material which forms a negative electrode active material layer contains arbitrary components, such as a electrically conductive agent, a binder (binder), a thickener, and a filler as needed.
負極活物質としては、リチウムイオンを吸蔵及び放出することができる材質が好適に用いられる。具体的な負極活物質としては、例えばリチウム、リチウム合金等の金属、金属酸化物、ポリリン酸化合物、黒鉛、非晶質炭素(易黒鉛化炭素又は難黒鉛化性炭素)等の炭素材料などが挙げられる。 As the negative electrode active material, a material capable of inserting and extracting lithium ions is preferably used. Specific examples of the negative electrode active material include metals such as lithium and lithium alloys, metal oxides, polyphosphate compounds, carbon materials such as graphite and amorphous carbon (easily graphitizable carbon or non-graphitizable carbon). Can be mentioned.
上記負極活物質の中でも、正極板16と負極板17との単位対向面積当たりの放電容量を好適な範囲とする観点から、Si、Si酸化物、Sn、Sn酸化物又はこれらの組み合わせを用いることが好ましく、Si酸化物を用いることが特に好ましい。なお、SiとSnとは、酸化物にした際に、黒鉛の3倍程度の放電容量を持つことができる。
Among the negative electrode active materials, Si, Si oxide, Sn, Sn oxide, or a combination thereof is used from the viewpoint of setting the discharge capacity per unit facing area between the
(セパレーター)
セパレーター18は、電解液が浸潤するシート状乃至フィルム状の材料から形成される。セパレーター18を形成する材料としては、例えば織布、不織布等を用いることもできるが、典型的には多孔性を有するシート状乃至フィルム状の樹脂が用いられる。このセパレーター18は、正極板16と負極板17とを隔離すると共に、正極板16と負極板17との間に電解液を保持する。
(separator)
The
このセパレーター18の主成分としては、例えばポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−メチルアクリレート共重合体、エチレン−エチルアクリレート共重合体、塩素化ポリエチレン等のポリオレフィン誘導体、エチレン−プロピレン共重合体等のポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレートや共重合ポリエステル等のポリエステルなどを採用することができる。中でも、セパレーター18の主成分としては、耐電解液性、耐久性及び溶着性に優れるポリエチレン及びポリプロピレンが好適に用いられる。
Examples of the main component of the
また、セパレーター18は、両面又は片面(好ましくは正極板16に対向する面)に耐熱層を有することが好ましい。これにより、セパレーター18の熱による破損を防止して、正極板16と負極板17との短絡をより確実に防止することができる。
The
セパレーター18の耐熱層は、多数の無機粒子と、この無機粒子間を接続するバインダとを含む構成とすることができる。
The heat-resistant layer of the
無機粒子の主成分としては、例えばアルミナ、シリカ、ジルコニア、チタニア、マグネシア、セリア、イットリア、酸化亜鉛、酸化鉄等の酸化物、窒化ケイ素、窒化チタン、窒化ホウ素等の窒化物、シリコンカーバイド、炭酸カルシウム、硫酸アルミニウム、水酸化アルミニウム、チタン酸カリウム、タルク、カオリンクレイ、カオリナイト、ハロイサイト、パイロフィライト、モンモリロナイト、セリサイト、マイカ、アメサイト、ベントナイト、アスベスト、ゼオライト、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウムなどが挙げられる。中でも、耐熱層の無機粒子の主成分としては、アルミナ、シリカ及びチタニアが特に好ましい。 As the main component of the inorganic particles, for example, oxides such as alumina, silica, zirconia, titania, magnesia, ceria, yttria, zinc oxide, iron oxide, nitrides such as silicon nitride, titanium nitride, boron nitride, silicon carbide, carbonate Calcium, aluminum sulfate, aluminum hydroxide, potassium titanate, talc, kaolin clay, kaolinite, halloysite, pyrophyllite, montmorillonite, sericite, mica, amicite, bentonite, asbestos, zeolite, calcium silicate, magnesium silicate Etc. Among these, alumina, silica and titania are particularly preferable as the main component of the inorganic particles of the heat-resistant layer.
<タブ>
タブ20は、正極板16及び負極板17の正極集電体及び負極集電体を方形状の正極活物質層積層領域及び負極活物質層積層領域からそれぞれ帯状に突出するよう延長して形成することができる。正極板16から延びるタブ20と負極板17から延びるタブ20とは、互いに反対側に突出してそれぞれ蓋板6に電気的及び機械的に接続される。これらのタブ20は、複数の正極板16から延びる複数の正極集電体又は複数の負極板17から延びる複数の負極集電体を束ねたものであってもよい。
<Tab>
The
<電解質>
蓄電要素2と共にケース1に封入される電解質としては、蓄電素子に通常用いられる公知の電解液や固体電解質が使用できる。電解液としては、例えばエチレンカーボネート(EC)、プロピレンカーボネート(PC)、ブチレンカーボネート(BC)等の環状カーボネート、又はジエチルカーボネート(DEC)、ジメチルカーボネート(DMC)、エチルメチルカーボネート(EMC)等の鎖状カーボネートを含有する溶媒に、リチウムヘキサフルオロホスフェート(LiPF6)等を溶解した溶液を用いることができる。
<Electrolyte>
As the electrolyte enclosed in the
〔蓄電素子の製造方法〕
当該蓄電素子は、図4に示すように、第一ケース部材3、第二ケース部材4及びリテーナー5を射出成型金型100内に配置した状態で、射出成型金型100内に接合樹脂7を注入して第一ケース部材3、第二ケース部材4及びリテーナー5の間隙を埋めることを含む方法によって製造することができる。
[Method for producing power storage element]
As shown in FIG. 4, the power storage element has the
<射出成型金型>
射出成型金型100は、第二ケース部材4の注入穴9に連通するゲート101と、第二ケース部材4の端部内側に配置される蓋板6に当接する座面8を接合樹脂7により形成する座面形成部102とを有する。
<Injection mold>
The
このような射出成型金型100を用い、射出成型金型100内に残される空間に接合樹脂7を注入して硬化させることによって、第一ケース部材3、第二ケース部材4及びリテーナー5を接合樹脂7により気密に接合することができる。
Using such an
座面8を射出成型金型100の座面形成部102によって形成することで、第一ケース部材3のX軸方向に正確に垂直な座面8を形成することができ、一対の蓋板6の平行度を向上することができる。
By forming the
[第二実施形態]
図5に本発明の第二実施形態に係る蓄電素子の端部を示す。当該蓄電素子は、ケース21と、このケース21内に収容される蓄電要素2とを備える。図5の蓄電素子における蓄電要素2は、図1の蓄電素子における蓄電要素2と同様とすることができる。
[Second Embodiment]
FIG. 5 shows an end portion of the energy storage device according to the second embodiment of the present invention. The power storage element includes a
〔ケース〕
ケース21は、四角筒状に形成される第一ケース部材3と、第一ケース部材3の両端部の外側に配置される四角筒状の一対の第二ケース部材4と、第一ケース部材3及び第二ケース部材4の間に介在して第一ケース部材3及び第二ケース部材4の間隔を定める一対のリテーナー22と、第二ケース部材4の端部を封止する一対の蓋板6と、上記第一ケース部材3、上記第二ケース部材4、リテーナー5及び蓋板6の間隙を埋める接合樹脂7とを有する。
〔Case〕
The
図5の蓄電素子におけるケース21の第一ケース部材3、第二ケース部材4及び蓋板6は、図1の蓄電素子におけるケース1の第一ケース部材3、第二ケース部材4及び蓋板6と同様とすることができる。また、図5の蓄電素子における接合樹脂7は、図5の蓄電素子におけるリテーナー22の図1の蓄電素子におけるリテーナー5との形状の違いによる形状の違いを除いて、図1の蓄電素子における接合樹脂7と同様とすることができる。
The
<リテーナー>
リテーナー22は、図6に示すように、第一ケース部材3と各第二ケース部材4との間に配置される概略四角筒状乃至四角枠状のスペーサーであり、各第二ケース部材4を第一ケース部材3に対して一定の間隔を有するよう保持する。
<Retainer>
As shown in FIG. 6, the
リテーナー22は、X軸方向の長さが第二ケース部材4よりもかなり小さく、第一ケース部材3と第二ケース部材4との間隙のうち蓋板6と反対側には存在していない。このため、第一ケース部材3と第二ケース部材4との間隙のうち蓋板6と反対側部分は、接合樹脂7のみによって埋められている。また、接合樹脂7は、第二ケース部材4から蓋板6と反対側に突出し、第二ケース部材4の端面を覆っている。
The
また、リテーナー22は、蓋板6側と蓋板6とは逆側とを連通するようX軸方向全体に亘って延びる渡り部23と、第一ケース部材3の蓋板6側の端面に当接する凸部24とを有する。
In addition, the
(渡り部)
渡り部23は、X軸方向視で第一ケース部材3と重複する凸部24のみを残すよう、周方向の一部の厚さ全体を減じた部位である。
(Transition part)
The
(凸部)
凸部24は、第一ケース部材3の蓋板6側の端部に当接して、第一ケース部材3に対するリテーナー22のX軸方向位置を定める。
(Convex)
The
[その他の実施形態]
上記実施形態は、本発明の構成を限定するものではない。従って、上記実施形態は、本明細書の記載及び技術常識に基づいて上記実施形態各部の構成要素の省略、置換又は追加が可能であり、それらは全て本発明の範囲に属するものと解釈されるべきである。
[Other Embodiments]
The said embodiment does not limit the structure of this invention. Therefore, in the above-described embodiment, the components of each part of the above-described embodiment can be omitted, replaced, or added based on the description and common general knowledge of the present specification, and they are all interpreted as belonging to the scope of the present invention. Should.
当該蓄電素子は、蓋板が蓄電要素に電気的に接続されないもの、つまり蓋板が外部端子又は電路として使用されず、蓋板に蓄電要素に電気的に接続される外部端子が設けられるものであってもよい。 The power storage element is one in which the cover plate is not electrically connected to the power storage element, that is, the cover plate is not used as an external terminal or an electric circuit, and the cover plate is provided with an external terminal electrically connected to the power storage element. There may be.
複数の当該蓄電素子を導電性の接続部材(バスバー)により接続することにより、組電池を形成することができる。バスバーは、外部端子として機能する蓋板と溶接により接続されていることが好ましい。バスバーと蓋板とが溶接により接続されている場合、蓋板の位置精度が低いとバスバーと蓋板との距離が不均一となるため、溶接が不均一となり溶接品質が低下するおそれがある。溶接品質が低いと、溶接強度が低くなったり、溶接部分における電気抵抗が高くなったりするため好ましくない。よって、蓋板の位置精度が高いことが好ましい。本発明により、蓋板の位置を精度よく定めることができるため、接続部材と蓋板との溶接の精度を向上させることができる。蓋板に蓋板とは別に外部端子が設けられる場合にも、蓋板の位置精度が向上することにより結果的に該外部端子の位置精度も向上するため、同様にバスバーとの溶接品質を向上させることができる。 An assembled battery can be formed by connecting a plurality of the power storage elements with a conductive connection member (bus bar). The bus bar is preferably connected to the lid plate functioning as an external terminal by welding. When the bus bar and the cover plate are connected by welding, if the position accuracy of the cover plate is low, the distance between the bus bar and the cover plate becomes non-uniform, so that the welding becomes non-uniform and the weld quality may be lowered. If the welding quality is low, the welding strength is low and the electric resistance at the welded portion is high, which is not preferable. Therefore, it is preferable that the positional accuracy of the cover plate is high. According to the present invention, since the position of the lid plate can be determined with high accuracy, the accuracy of welding between the connecting member and the lid plate can be improved. Even when an external terminal is provided on the cover plate separately from the cover plate, the position accuracy of the external terminal is improved as a result of improving the position accuracy of the cover plate, so the welding quality with the bus bar is also improved. Can be made.
当該蓄電素子は、第一ケース部材が有底筒状に形成され、第二ケース部材及び蓋板が第一ケース部材の開口端側にのみ設けられていてもよい。 In the power storage element, the first case member may be formed in a bottomed cylindrical shape, and the second case member and the cover plate may be provided only on the opening end side of the first case member.
当該蓄電素子において、蓄電要素は積層型であっても巻回型であってもよい。 In the power storage element, the power storage element may be a stacked type or a wound type.
当該蓄電素子は、接合樹脂が第一ケース部材及び第二ケース部材間の周の一部に注入されていてもよい。この場合、第一ケース部材及び第二ケース部材間の気密性を担保するシール部材を有することが好ましい。 In the power storage element, the bonding resin may be injected into a part of the circumference between the first case member and the second case member. In this case, it is preferable to have a seal member that ensures airtightness between the first case member and the second case member.
当該蓄電素子は、自動車等の動力源として特に好適に利用することができる。 The power storage element can be particularly suitably used as a power source for an automobile or the like.
1 ケース
2 蓄電要素
3 第一ケース部材
4 第二ケース部材
5 リテーナー
6 蓋板
7 接合樹脂
8 座面
9 注入穴
10,11 接合溝
12 貫通穴
13 渡り部
14 第一凸部
15 第二凸部
16 正極板
17 負極板
18 セパレーター
19 電極体本体
20 タブ
21 ケース
22 リテーナー
23 渡り部
24 凸部
100 金型
101 ゲート
102 座面形成部
DESCRIPTION OF
Claims (11)
請求項1に記載の蓄電素子の製造方法。 The method for manufacturing a power storage element according to claim 1, wherein the injection mold includes a seating surface forming portion that forms a seating surface of a cover plate disposed inside an end portion of the second case member with the bonding resin.
請求項2に記載の蓄電素子の製造方法。 The method for manufacturing a power storage element according to claim 2, wherein the retainer has a crossing portion that communicates the seat surface forming portion side and the opposite side of the seat surface forming portion.
請求項3に記載の蓄電素子の製造方法。 The method for manufacturing a power storage element according to claim 3, wherein the transition part has a thickness of 0.1 mm or greater and 1.0 mm or less smaller than a part other than the transition part.
請求項2、請求項3又は請求項4に記載の蓄電素子の製造方法。 5. The method for manufacturing a power storage element according to claim 2, wherein the retainer has a first convex portion that comes into contact with an end surface of the second case member opposite to the seating surface of the lid plate. .
請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の蓄電素子の製造方法。 The method for manufacturing a power storage element according to any one of claims 1 to 5, wherein the retainer has a second convex portion that comes into contact with an end face of the first case member.
請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の蓄電素子の製造方法。 The method for manufacturing a power storage element according to any one of claims 1 to 6, wherein the second case member has an injection hole that communicates with a gate of the injection mold.
請求項7に記載の蓄電素子の製造方法。 The method for manufacturing a power storage element according to claim 7, wherein the retainer has a through hole communicating with the injection hole.
上記接合樹脂が、上記第一ケース部材及び第二ケース部材の間に全周に亘って注入される
請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の蓄電素子の製造方法。 The first case member and the second case member are cylindrical,
The method for manufacturing a power storage element according to any one of claims 1 to 8, wherein the bonding resin is injected over the entire circumference between the first case member and the second case member.
請求項9に記載の蓄電素子の製造方法。 The method for manufacturing a power storage element according to claim 9, wherein the first case member and the second case member have a rectangular tube shape.
上記第一ケース部材の外側に配置される第二ケース部材と、
上記第一ケース部材及び上記第二ケース部材の間に介在して上記第一ケース部材及び上記第二ケース部材の間隔を定めるリテーナーと、
上記第二ケース部材の端部を封止する蓋板と、
上記第一ケース部材、上記第二ケース部材及び上記リテーナーの間隙を埋める接合樹脂と
を有するケースと、
上記ケース内に収容される蓄電要素と
を備え、
上記リテーナーが、上記蓋板側と上記蓋板側とは逆側とを連通し且つ上記接合樹脂が充填される渡り部を有し、
上記渡り部の上記蓋板側で、上記渡り部から連続する上記接合樹脂が上記蓋板に当接する座面を形成し、
上記渡り部の上記蓋板側とは逆側で、上記渡り部から連続する上記接合樹脂が、上記第一ケース部材及び上記第二ケース部材の両方に当接する封止部を形成する蓄電素子。 A first case member;
A second case member disposed outside the first case member;
A retainer that is interposed between the first case member and the second case member to determine a distance between the first case member and the second case member;
A lid plate for sealing the end of the second case member;
A case having a bonding resin that fills a gap between the first case member, the second case member, and the retainer;
A power storage element housed in the case,
The retainer has a transition portion that communicates the lid plate side and the opposite side of the lid plate side and is filled with the bonding resin;
On the lid plate side of the crossover portion, the bonding resin continuous from the crossover portion forms a seating surface that comes into contact with the lid plate,
The electricity storage element which forms the sealing part which the said joining resin continuous from the said transition part contact | abuts to both the said 1st case member and the said 2nd case member on the opposite side to the said cover plate side of the said transition part.
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