JP2018186053A - Power storage device and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、外装体と外部端子を備えた蓄電装置に関する。 The present invention relates to a power storage device including an exterior body and an external terminal.
エンジン自動車のエンジンルームには、通例、比較的低電圧(例えば12V)の蓄電装置が搭載される。特許文献1に開示されているように、この種の蓄電装置としては、主として鉛蓄電池が用いられる。鉛蓄電池は、外装体の上面から突出した一対の円錐台状の外部端子(所謂ポール端子)を有する。各外部端子の外側には、車体側の接続部材の先端に設けられたリング状の嵌合部が嵌め込まれて締め付けられ、これにより、車体側の電気系統に蓄電装置が接続される。
In an engine room of an engine automobile, a power storage device having a relatively low voltage (for example, 12V) is usually mounted. As disclosed in
近年、上述した車載用の蓄電装置として、鉛蓄電池に代えて、リチウムイオン電池のような、鉛蓄電池以外の電池が用いられることがある。鉛蓄電池では、部品の材料として有害物質である鉛の使用が例外的に認められていることから、通例、鋳造によって製造された鉛製の外部端子が用いられる。これに対して、鉛蓄電池以外の電池では、鉛製の外部端子の使用が制限されている。 In recent years, a battery other than a lead storage battery, such as a lithium ion battery, may be used as the above-described in-vehicle power storage device instead of a lead storage battery. In lead-acid batteries, the use of lead, which is a hazardous substance, is exceptionally permitted as a material for parts, and therefore, lead external terminals manufactured by casting are generally used. On the other hand, in batteries other than lead acid batteries, the use of lead external terminals is restricted.
外部端子の材料として用いられる鉛以外の材料としては、例えば、銅、真鍮、アルミニウム、及びアルミニウム合金が挙げられる。これらの金属材料を用いて外部端子を製造する場合、鉛に比べて融点が高いことから鋳造は行われず、通例、金型を用いた冷間圧造によって成形された後、転造又は切削による表面の加工が行われる。 Examples of materials other than lead used as the material of the external terminal include copper, brass, aluminum, and aluminum alloys. When manufacturing external terminals using these metal materials, casting is not performed because the melting point is higher than that of lead. Usually, the surface is formed by rolling or cutting after being formed by cold forging using a mold. Is processed.
ところで、上述した銅、真鍮、アルミニウム、及びアルミニウム合金のような金属材料は、鉛に比べて高価である。また、上述した圧造及び表面加工によって外部端子を製造する場合、鋳造によって鉛製の外部端子を製造する場合に比べて製造コストが高くなりやすい。さらに、従来の外部端子は、通例、中実の円柱状又は円錐台状であることから、重量が大きくなりやすい。したがって、蓄電装置の軽量化及びコストの低減を図る上で改善の余地がある。 By the way, metal materials such as copper, brass, aluminum, and aluminum alloy described above are more expensive than lead. Moreover, when manufacturing an external terminal by the forging and surface processing mentioned above, a manufacturing cost tends to become high compared with the case where a lead-made external terminal is manufactured by casting. Furthermore, since the conventional external terminal is usually a solid columnar shape or a truncated cone shape, the weight tends to increase. Therefore, there is room for improvement in lightening the power storage device and reducing the cost.
しかしながら、鉛以外の材料からなる外部端子を備えた蓄電装置において、外部端子の軽量化及びコストの低減を図るための有効な提案は今日までなされていない。 However, no effective proposal has been made to date for reducing the weight of the external terminal and reducing the cost of the power storage device including the external terminal made of a material other than lead.
そこで、本発明は、外部端子の軽量化及びコストの低減を図ることができる蓄電装置を提供することを課題とする。 In view of the above, an object of the present invention is to provide a power storage device capable of reducing the weight and cost of an external terminal.
本発明の一態様は、蓄電素子を収容する外装体と、前記外装体の外側に露出する外部端子とを備え、前記外部端子は、前記外装体の表面から外側に突出した周壁と該周壁の先端開口を塞ぐ端壁とを有する中空の端子本体を備えている、蓄電装置を提供する。 One embodiment of the present invention includes an exterior body that houses a power storage element, and an external terminal that is exposed to the outside of the exterior body. The external terminal protrudes outward from the surface of the exterior body, and the circumferential wall Provided is a power storage device including a hollow terminal body having an end wall that closes a tip opening.
この蓄電装置では、外部端子の端子本体が中空であるため、中実の端子本体を用いる場合に比べて外部端子の軽量化を図ることができる。また、周壁と端壁とで構成される端子本体は、1枚の板材の絞り加工によって成形できるため、圧造又は鋳造によって中実の端子本体を製造する場合に比べて、製造コストの低減を図ることができる。さらに、端子本体の先端に設けられた端壁によって、端子本体の周壁の先端部の変位が規制されるため、外力が加えられたときの周壁の変形を抑制できる。また、端子本体おける周壁の先端開口が端壁で塞がれていることにより、蓄電装置の気密性を確保できる。 In this power storage device, since the terminal body of the external terminal is hollow, the weight of the external terminal can be reduced as compared with the case where a solid terminal body is used. In addition, since the terminal body composed of the peripheral wall and the end wall can be formed by drawing a single plate material, the manufacturing cost is reduced compared to the case of manufacturing a solid terminal body by forging or casting. be able to. Furthermore, since the displacement of the front-end | tip part of the surrounding wall of a terminal main body is controlled by the end wall provided in the front-end | tip of a terminal main body, a deformation | transformation of the surrounding wall when external force is applied can be suppressed. In addition, since the end opening of the peripheral wall of the terminal body is closed by the end wall, the airtightness of the power storage device can be ensured.
上記の蓄電装置において、前記外部端子は、前記端子本体の内面の少なくとも一部を覆う樹脂層を備えていることが好ましい。 In the above power storage device, it is preferable that the external terminal includes a resin layer that covers at least a part of the inner surface of the terminal body.
この場合、端子本体の内面を覆う樹脂層によって、端子本体の周壁と端壁を補強することができる。また、樹脂層による補強によって端子本体の薄肉化が可能になり、これにより、外部端子の更なる軽量化が可能になる。仮に、端子本体の内部空間全体に溶融樹脂を充填して固化させる場合、及び、予め成形された樹脂成形品を端子本体の内部に取り付ける場合は、端子本体の内面と樹脂部との間に隙間が生じやすい。これに対して、上記のように端子本体の内面を覆う樹脂層は、例えばインサート成形によって、端子本体の内面に対して隙間無く重ねられた状態で形成されやすい。したがって、端子本体に加えられる外力が樹脂層によって確実に受けられることで、効果的な補強を図ることができる。 In this case, the peripheral wall and end wall of the terminal body can be reinforced by the resin layer covering the inner surface of the terminal body. Further, the terminal body can be thinned by the reinforcement by the resin layer, thereby further reducing the weight of the external terminal. If the entire internal space of the terminal body is filled with molten resin and solidified, and if a pre-molded resin molded product is attached to the inside of the terminal body, a gap is formed between the inner surface of the terminal body and the resin part. Is likely to occur. On the other hand, the resin layer covering the inner surface of the terminal body as described above is easily formed in a state where the resin layer overlaps the inner surface of the terminal body without any gap by, for example, insert molding. Therefore, the external force applied to the terminal body can be reliably received by the resin layer, so that effective reinforcement can be achieved.
上記の蓄電装置において、前記外装体の少なくとも一部が樹脂製部材からなる場合、前記樹脂層は、前記樹脂製部材の一部であってもよい。 In the above power storage device, when at least a part of the exterior body is made of a resin member, the resin layer may be a part of the resin member.
この場合、例えばインサート成形によって外装体の少なくとも一部と一体に樹脂層を成形することで、端子本体を内側から補強するための専用部品を省略でき、これにより、部品点数及び組立工数の低減を図ることができる。 In this case, for example, by molding the resin layer integrally with at least a part of the exterior body by insert molding, dedicated parts for reinforcing the terminal body from the inside can be omitted, thereby reducing the number of parts and the number of assembly steps. Can be planned.
上記の蓄電装置において、前記周壁は、前記樹脂層と前記樹脂製部材の前記樹脂層以外の部分との間に挟み込まれた非露出部を備えてもよく、前記非露出部に貫通穴が設けられてもよい。 In the above power storage device, the peripheral wall may include a non-exposed portion sandwiched between the resin layer and a portion other than the resin layer of the resin member, and a through hole is provided in the non-exposed portion. May be.
この蓄電装置における外部端子、外装体の少なくとも一部、及び樹脂層を、インサート成形によって一体成形する場合において、金型内に樹脂を注入するとき、外部端子の周壁の貫通穴を経由して、周壁の内部と外部との間で樹脂を流動させることができる。そのため、金型の内部において、周壁の内側及び外側の周囲全体にスムーズに樹脂を供給することができ、これによって、高精度のインサート成形が可能になる。また、外部端子の周壁の貫通穴には、外装体と樹脂層とを繋ぐ樹脂製の連絡部が成形されるため、該連絡部によって周壁の周方向への変位が規制される。これにより、外装体に対する外部端子の相対回転を規制する回り止め機能を果たすことができる。 In the case where the external terminal in this power storage device, at least a part of the exterior body, and the resin layer are integrally formed by insert molding, when injecting resin into the mold, via the through hole in the peripheral wall of the external terminal, The resin can flow between the inside and the outside of the peripheral wall. Therefore, the resin can be smoothly supplied to the entire inside and outside of the peripheral wall inside the mold, thereby enabling high-precision insert molding. Moreover, since the resin-made connection part which connects an exterior body and a resin layer is shape | molded in the through-hole of the surrounding wall of an external terminal, the displacement to the circumferential direction of a surrounding wall is controlled by this connection part. As a result, it is possible to achieve a detent function that restricts relative rotation of the external terminal with respect to the exterior body.
上記の蓄電装置において、前記端子本体の内部に、前記樹脂層における複数箇所間を繋ぐ樹脂製の梁部が設けられてもよい。この場合、樹脂層の複数箇所が、端子本体とは反対側から樹脂製の梁部によって支持されることで、より効果的に端子本体を補強することができる。 In the above power storage device, a resin beam portion that connects between a plurality of locations in the resin layer may be provided inside the terminal body. In this case, the terminal body can be more effectively reinforced by supporting the plurality of portions of the resin layer from the side opposite to the terminal body by the resin beam portion.
上記の蓄電装置において、前記外部端子は、前記周壁の内面に設けられた突起部を備えてもよく、前記突起部は、前記樹脂層で覆われてもよい。この場合、外部端子の周壁の内側に設けられた突起部の周方向の変位が、外装体と一体の樹脂層によって規制されることで、外装体に対する外部端子の相対回転を規制できる。 In the above power storage device, the external terminal may include a protrusion provided on the inner surface of the peripheral wall, and the protrusion may be covered with the resin layer. In this case, the relative displacement of the external terminal with respect to the exterior body can be restricted by restricting the circumferential displacement of the protrusion provided on the inner side of the peripheral wall of the external terminal by the resin layer integral with the exterior body.
上記の蓄電装置において、前記外部端子は、前記周壁から径方向外側に突出した突起部を備えてもよく、前記突起部は、その表面全体が前記外装体の材料で覆われるように前記外装体に埋め込まれてもよい。この場合、外部端子に設けられた突起部の周方向及び軸方向の変位が外装体によって規制されることで、外装体に対する外部端子の相対回転を規制できるとともに、外装体からの外部端子の抜け止めが果たされる。 In the above power storage device, the external terminal may include a protrusion that protrudes radially outward from the peripheral wall, and the protrusion has the exterior body so that the entire surface thereof is covered with the material of the exterior body. It may be embedded in. In this case, the circumferential and axial displacements of the protrusions provided on the external terminal are restricted by the exterior body, so that the relative rotation of the external terminal with respect to the exterior body can be restricted, and the external terminal can be removed from the exterior body. The stop is fulfilled.
上記の蓄電装置において、前記外部端子は、前記端子本体と一体成形された接続部を更に備えてもよく、前記蓄電素子と前記端子本体とは、前記接続部を介して電気的に接続されてもよい。この場合、外部端子が接続部を一体に備えていることにより、バスバーのような接続部材の部品点数を低減できる。また、蓄電装置の製造時において、バスバーのような接続部材に端子本体を固定する工程を省略することができる。 In the above power storage device, the external terminal may further include a connection part integrally formed with the terminal body, and the power storage element and the terminal body are electrically connected via the connection part. Also good. In this case, the number of parts of the connecting member such as a bus bar can be reduced by providing the connecting portion integrally with the external terminal. Moreover, the process of fixing the terminal body to the connecting member such as a bus bar can be omitted when manufacturing the power storage device.
上記の蓄電装置において、前記接続部の少なくとも一部は、前記外装体に埋め込まれていてもよい。この場合、外部端子の接続部が外装体に埋め込まれることで、接続部と他の導電部材との接触による短絡の発生を抑制することができる。 In the above power storage device, at least a part of the connection portion may be embedded in the exterior body. In this case, the connection part of the external terminal is embedded in the exterior body, whereby occurrence of a short circuit due to contact between the connection part and another conductive member can be suppressed.
本発明の他の態様は、蓄電装置の外装体の外側に露出する外部端子を、プレス金型によって1枚の金属板を絞り加工することで成形する、蓄電装置の製造方法を提供する。 Another aspect of the present invention provides a method for manufacturing a power storage device, in which an external terminal exposed outside the exterior body of the power storage device is formed by drawing a single metal plate with a press die.
この蓄電装置の製造方法によれば、絞り加工によって中空状の端子本体を有する外部端子を容易に成形できる。そのため、銅、真鍮、アルミニウム、及びアルミニウム合金のような、鉛よりも融点が高い金属材料を用いて外部端子を製造する場合、鋳造又は圧造によって中実の外部端子を製造する場合に比べて、外部端子の軽量化及び製造コストの低減を図ることができる。 According to this method for manufacturing a power storage device, an external terminal having a hollow terminal body can be easily formed by drawing. Therefore, when manufacturing an external terminal using a metal material having a higher melting point than lead, such as copper, brass, aluminum, and aluminum alloy, compared to manufacturing a solid external terminal by casting or forging, The weight of the external terminal can be reduced and the manufacturing cost can be reduced.
上記の蓄電装置の製造方法において、前記絞り加工によって成形された前記外部端子をインサート成形金型内に挿入し、前記インサート成形金型内に挿入された前記外部端子の周囲に樹脂を注入し、前記インサート成形金型内で、前記樹脂からなる前記外装体を成形するようにしてもよい。この場合、1枚の金属板からなる外部端子に対して、樹脂製の外装体をインサート成形によって容易に一体化できる。 In the manufacturing method of the power storage device, the external terminal formed by the drawing process is inserted into an insert mold, and a resin is injected around the external terminal inserted into the insert mold. You may make it shape | mold the said exterior body which consists of the said resin within the said insert molding die. In this case, the resin-made exterior body can be easily integrated with the external terminal made of one metal plate by insert molding.
上記の蓄電装置の製造方法において、前記インサート成形金型内で前記外装体を成形するとき、前記外部端子の内面の少なくとも一部を覆う樹脂層を、前記外装体と一体に成形するようにしてもよい。この場合、インサート成形金型内において、外部端子の外側に充填された樹脂によって外装体を成形し、外部端子の内側に充填された樹脂によって樹脂層を成形することで、外部端子、外装体、及び樹脂層を容易に一体化できる。また、外部端子の内面を樹脂層によって補強しつつ、外部端子を構成する金属板の薄肉化を図ることができ、これにより、外部端子の更なる軽量化が可能になる。 In the power storage device manufacturing method, when the exterior body is molded in the insert molding die, a resin layer covering at least a part of the inner surface of the external terminal is molded integrally with the exterior body. Also good. In this case, in the insert molding die, the exterior body is molded with the resin filled outside the external terminal, and the resin layer is molded with the resin filled inside the external terminal, so that the external terminal, the exterior body, In addition, the resin layer can be easily integrated. In addition, it is possible to reduce the thickness of the metal plate that constitutes the external terminal while reinforcing the inner surface of the external terminal with the resin layer, thereby further reducing the weight of the external terminal.
本発明によれば、外部端子の端子本体が中空であることにより、中実の端子本体を用いる場合に比べて外部端子の軽量化を図ることができる。また、1枚の板材の絞り加工によって端子本体を成形できるため、圧造又は鋳造によって中実の端子本体を製造する場合に比べて、製造コストの低減を図ることができる。 According to the present invention, since the terminal body of the external terminal is hollow, the weight of the external terminal can be reduced as compared with the case where a solid terminal body is used. Further, since the terminal body can be formed by drawing a single plate material, the manufacturing cost can be reduced as compared with the case where the solid terminal body is manufactured by forging or casting.
以下、添付図面を参照して、本発明の一実施形態に係る蓄電装置を説明する。なお、以下の説明では、必要に応じて特定の方向や位置を示す用語(例えば、「上」、「下」、「横」、「側」、「端」を含む用語)を用いるが、それらの用語の使用は図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本発明の技術的範囲が限定されるものではない。つまり、それらの用語は、添付図面に示される蓄電装置の姿勢における方向を示すものであり、必ずしも実際の使用状態における方向と一致するものでない。また、以下の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物、あるいは、その用途を制限することを意図するものではない。 Hereinafter, a power storage device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the following description, terms indicating specific directions and positions (for example, terms including “up”, “down”, “lateral”, “side”, “end”) are used as necessary. The use of the term is for facilitating the understanding of the invention with reference to the drawings, and the technical scope of the present invention is not limited by the meaning of the term. That is, these terms indicate directions in the posture of the power storage device shown in the attached drawings, and do not necessarily coincide with directions in an actual use state. Further, the following description is merely illustrative in nature and is not intended to limit the present invention, its application, or its use.
[全体構成]
図1及び図2に示すように、本実施形態に係る蓄電装置としての組電池(電池モジュール)1は、蓄電素子としての単電池(電池セル)4(図2参照)と、単電池4を収容する外装体20とを備えている。組電池1の用途は限定されるものでないが、例えば、自動車のような移動体に搭載されてもよい。この場合、例えば、ガソリン自動車又はディーゼル自動車のような車両に搭載される比較的低電圧(例えば12V)の補機バッテリとして、組電池1を使用することができる。
[overall structure]
As shown in FIGS. 1 and 2, an assembled battery (battery module) 1 as a power storage device according to this embodiment includes a single battery (battery cell) 4 (see FIG. 2) and a single battery 4 as power storage elements. And an
図2に示す単電池4は、例えば、リチウムイオン二次電池のような非水電解質二次電池である。単電池4は、いわゆる角形電池である。単電池4は、例えば横方向に複数個積層されている。これらの単電池4は、例えば金属製の拘束バンド6を用いて積層状態に保持されている。ただし、単電池4の積層方向は、特に限定されるものでなく、例えば上下方向に複数の単電池4が積層されてもよい。
The single battery 4 shown in FIG. 2 is a nonaqueous electrolyte secondary battery such as a lithium ion secondary battery, for example. The single battery 4 is a so-called square battery. For example, a plurality of unit cells 4 are stacked in the horizontal direction. These unit cells 4 are held in a stacked state using, for example, a
各単電池4は、例えばその上面に配置された正極及び負極の端子(図示せず)を有する。各単電池4の端子は、バスバー(図示せず)を介して別の単電池4の端子に電気的に接続されている。このようにして相互に積層され且つ電気的に接続された複数の単電池4によって、モジュール本体2が構成されている。
Each unit cell 4 has, for example, positive and negative terminals (not shown) arranged on the upper surface thereof. A terminal of each unit cell 4 is electrically connected to a terminal of another unit cell 4 via a bus bar (not shown). In this way, the module
モジュール本体2における単電池4の積層方向一方側の側面には、遮断器のような電気部品を含む電気部品ユニット8が取り付けられている。モジュール本体2の上面には、モジュール本体2を構成する一部の単電池4の正極端子に電気的に接続された第1バスバー10の端部、及び、モジュール本体2を構成する別の単電池4の負極端子に電気的に接続された第2バスバー14の端部が配置されている。第1バスバー10及び第2バスバー14は、例えばアルミニウム、アルミニウム合金、銅、又は真鍮からなる。
An
第1バスバー10は、例えば電気部品ユニット8の電気部品を介して、単電池4の正極端子に接続されている。第2バスバー14は、例えばシャント抵抗器(図示せず)を介して、単電池4の負極端子に接続されている。ただし、第1バスバー10及び第2バスバー14は、電気部品を介することなく単電池4の端子に直接接続されてもよい。
The
モジュール本体2の上面において、第1バスバー10の端部は、単電池4の積層方向の一端部に配置され、第2バスバー14の端部は、単電池4の積層方向の他端部に配置されている。なお、モジュール本体2の上面において、第1バスバー10の端部と第2バスバー14の端部との間には、制御基板(図示せず)を有する監視ユニット18が配置されている。
On the upper surface of the
外装体20は、上面が開口した箱形のケース本体22と、該ケース本体22の上面開口を塞ぐ蓋体30とを備えている。ケース本体22及び蓋体30は、樹脂製の部材である。ただし、ケース本体22及び蓋体30の材料は、樹脂以外の絶縁性材料であってもよい。
The
ケース本体22の上縁近傍部には、周方向に延びるリブ状の係合部24が設けられている。蓋体30は、モジュール本体2の上面に対向する上面部32と、該上面部32の周縁部から下方に延びる周壁部34とを有する。蓋体30の上面部32には、例えば一対の把手部36が設けられている。蓋体30は、周壁部34がケース本体22の上縁部の外側に嵌合された状態で、ケース本体22に取り付けられる(図1参照)。この取付状態において、蓋体30の周壁部34の内周面は、ケース本体22の係合部24に係合される。
A rib-
ただし、ケース本体22に蓋体30を取り付けるための構成は特に限定されるものでなく、例えば、ねじを用いた締結、接着、又は溶着によって、ケース本体22に蓋体30が取り付けられるようにしてもよい。
However, the configuration for attaching the
蓋体30には、正極の外部端子50A及び負極の外部端子50Bが設けられている。各外部端子50A,50Bは、蓋体30の上面部32から上側に突出しており、これにより、外装体20の外側に露出している。
The
[外部端子]
以下、外部端子50(50A,50B)の構成について説明する。なお、正極の外部端子50Aと負極の外部端子50Bは、同様の構成を有する。
[External terminal]
Hereinafter, the configuration of the external terminal 50 (50A, 50B) will be described. The positive external terminal 50A and the negative external terminal 50B have the same configuration.
図3及び図4に示すように、外部端子50は、中空の端子本体52と、端子本体52に一体に連なる接続部68とを備えている。端子本体52と接続部68は、一体成形されている。端子本体52及び接続部68の材料は、例えばアルミニウム又はアルミニウム合金であるが、その他の金属又は金属以外の導電材料であってもよい。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
端子本体52は、軸方向に延びる周壁54と、周壁54の先端開口を塞ぐ端壁58とを有する。端壁58の形状は例えば円形であり、周壁54は例えば断面円形である。周壁54は、端壁58の周縁部から下方に延びるメイン周壁部55と、メイン周壁部55の下端から径方向外側に拡がるフランジ部56と、フランジ部56の周縁部から下方に延びる下側周壁部57とを有する。
The terminal
図5に示すように、メイン周壁部55は、蓋体30の上面部32から上側に突出して配置される。これにより、メイン周壁部55及び端壁58は、外装体20の外側に露出して配置される。メイン周壁部55及び端壁58は、軸方向の先端側に向かって次第に縮径された円錐台状の輪郭を有する所謂ポール端子を構成している。
As shown in FIG. 5, the main
ただし、メイン周壁部55及び端壁58からなるポール端子の輪郭は、軸方向の全長に亘って一定の径を有する円柱状であってもよいし、軸方向の先端側に向かって次第に拡径された逆円錐台状であってもよい。
However, the contour of the pole terminal composed of the main
組電池1が自動車に搭載される場合、メイン周壁部55の外側には、一般的に「バッテリターミナル」と呼ばれる接続部材(図示せず)が嵌合される。該接続部材を介して、組電池1は、車体側の電気系統に接続される。
When the assembled
図3及び図4に示すように、下側周壁部57は、メイン周壁部55よりも大径のリング状部である。下側周壁部57には、貫通穴66が設けられている。貫通穴66は、周方向に間隔を空けて複数設けられている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the lower
端子本体52は、周壁54の下端部、すなわち下側周壁部57の下端部から径方向外側に突出したフランジ状の突起部60を更に有する。突起部60は、周壁54における所定の周方向領域に亘って連続して設けられている。突起部60の外周には、複数の歯部62が周方向に間隔を空けて設けられている。隣接する歯部62間には、それぞれ歯溝64が形成されている。
The terminal
外部端子50の接続部68は、周壁54の下端部から径方向外側に向かって帯板状に延びるように設けられている。接続部68の基端部は、周壁54における上記の突起部60が形成された周方向領域を除いた残りの周方向領域に連なっている。接続部68の先端部は、上記の第1バスバー10又は第2バスバー14(図2参照)の端部に、例えばボルトとナットによる固定、又は溶接によって接合される。
The
これにより、正極の外部端子50Aの端子本体52は、接続部68及び第1バスバー10を介して単電池4の正極端子に電気的に接続され、負極の外部端子50Bの端子本体52は、接続部68及び第2バスバー14を介して単電池4の負極端子に電気的に接続される。
Thereby, the terminal
なお、接続部68は、その基端部から先端部にかけて直線状に延びるように設けられてもよいし、接続部68における基端部と先端部との間に折曲部ないし湾曲部が設けられてもよい。
The connecting
正極の外部端子50Aにおける接続部68の材料は、第1バスバー10と同じ種類の金属であることが好ましく、負極の外部端子50Bにおける接続部68の材料は、第2バスバー14と同じ種類の金属であることが好ましい。これにより、溶接による第1バスバー10及び第2バスバー14に対する接続部68の接合を良好に行うことができる。
The material of the connecting
端子本体52の厚さは、例えば、1.0mm以上3.0mm以下であることが好ましい。端子本体52の厚さが1.0mm以上であることにより、端子本体52の剛性及び強度が良好に確保され、端子本体52の厚さが3.0mm以下であることにより、外部端子50の軽量化が効果的に実現される。接続部68の厚さは、端子本体52と同じであってもよいし、異なっていてもよい。
The thickness of the
図5〜図11を参照しながら、外部端子50及びその周辺部の構成について更に説明する。
The configuration of the
図5〜図9に示すように、外部端子50は、例えばインサート成形によって、蓋体30に一体化されている。蓋体30の上面部32には、端子本体52の下側周壁部57を覆う第1被覆部42、端子本体52の突起部60を覆う第2被覆部44、及び、外部端子50の接続部68を覆う第3被覆部46が設けられている。
As shown in FIGS. 5 to 9, the
特に図5及び図9に示すように、第1被覆部42は、蓋体30の上面部32から上側(外装体20の外側)に突出して設けられている。第1被覆部42は、端子本体52の下側周壁部57の外周面に沿って全周に亘って周方向に延びる環状部である。これにより、下側周壁部57は、蓋体30における第1被覆部42を含む部分によって径方向外側から覆われた非露出部となっている。
In particular, as shown in FIGS. 5 and 9, the
第1被覆部42の上端部は、端子本体52の下側周壁部57とフランジ部56とのコーナ部を被覆している。これにより、フランジ部56は、その径方向内側部分のみが露出している。
The upper end portion of the
特に図6及び図9に示すように、第2被覆部44は、蓋体30の上面部32から下側(外装体20の内側)に突出して設けられている。第2被覆部44は、端子本体52の周壁54の下端部に沿って周方向に延びる環状部である。
In particular, as shown in FIGS. 6 and 9, the
端子本体52の周壁54の下端部に設けられた突起部60は、蓋体30における第2被覆部44を含む部分によって、軸方向の上側及び下側、並びに、径方向の外側及び内側から覆われている。すなわち、突起部60は、その表面全体が蓋体30の材料で覆われるように蓋体30に埋め込まれている。これにより、軸方向及び径方向において、蓋体30に対する端子本体52の相対移動が規制されている。特に軸方向の相対変位が規制されることで、蓋体30からの外部端子50の抜け止めが果たされている。
The
図10に示すように、第2被覆部44には、端子本体52の突起部60における歯溝64に嵌まり込んだ歯部45が設けられている。第2被覆部44の歯部45を構成する樹脂材料は、突起部60の歯溝64全体に充填されている。第2被覆部44の歯部45は、突起部60における全ての歯溝64に対応して設けられている。このようにして端子本体52の歯溝64に蓋体30の歯部45が係合されていることにより、蓋体30に対する外部端子50の相対回転が規制されている。
As shown in FIG. 10, the
特に図5、図6、図9、及び図10に示すように、第3被覆部46は、蓋体30の上面部32から下側(外装体20の内側)に突出して設けられている。第3被覆部46は、外部端子50の接続部68に沿って延びる帯板状部である。第3被覆部46は、接続部68の全長に亘って設けられる必要はなく、接続部68における第1バスバー10又は第2バスバー14との接合部は露出されることが好ましい。
In particular, as shown in FIGS. 5, 6, 9, and 10, the
外部端子50の接続部68は、蓋体30の上面部32に平行に配置されており、第3被覆部46によって少なくとも下側から覆われている。より具体的に、接続部68は、第3被覆部46が設けられた長さ方向部分において、蓋体30に埋め込まれている。これにより、接続部68は、蓋体30における第3被覆部46を含む部分によって、厚さ方向の上側及び下側(外装体20の外側及び内側)、並びに、短手方向(幅方向)の両側から覆われている。
The
第3被覆部46で覆われた接続部68は、周辺の導電部材との接触が規制されるため、短絡の発生を抑制することができる。また、接続部68の厚さ方向及び短手方向において、蓋体30に対する接続部68の相対移動が規制されていることで、蓋体30からの外部端子50の抜け止め、及び、蓋体30に対する外部端子50の回り止めが果たされている。
Since the
特に図9及び図11に示すように、外部端子50は、端子本体52の内面を覆う樹脂層70を更に有する。樹脂層70は、蓋体30と一体成形されている。すなわち、樹脂層70は、蓋体30の一部である。
In particular, as shown in FIGS. 9 and 11, the
樹脂層70は、端子本体52の周壁54の内周面を覆う第1層部72と、端子本体52の端壁58の下面を覆う第2層部74とを有する。
The
第1層部72は、周壁54の全周に亘って設けられている。第1層部72は、周壁54の上端部から下端部にかけて軸方向の全長に亘って設けられている。第1層部72の下端部は、上記の第2被覆部44に一体に連なっている。
The
第1層部72の下端部は、周壁54の下側周壁部57の内周面に沿って配置されている。これにより、下側周壁部57は、蓋体30における樹脂層70以外の部分(第1被覆部42を含む部分)と、樹脂層70の第1層部72との間に挟み込まれている。
The lower end portion of the
下側周壁部57の貫通穴66には、蓋体30の樹脂材料が充填されている。これにより、下側周壁部57を貫通して径方向に延びる樹脂製の連絡部80が、貫通穴66毎に形成されている。連絡部80は、蓋体30における下側周壁部57を外側から覆う樹脂部分と、下側周壁部57を内側から覆う樹脂層70の第1層部72とを繋いでいる。
The through
樹脂層70は、複数の連絡部80を介して蓋体30に支持されるため、蓋体30による樹脂層70の支持強度の向上を図ることができる。また、連絡部80によって端子本体52の周方向への変位が規制されるため、蓋体30に対する外部端子50の相対回転が規制される。
Since the
第2層部74は、端壁58の全面に亘って設けられている。第2層部74の周縁部は、第1層部72の上端部に一体に連なっている。
The
端子本体52の内部には、樹脂層70における複数箇所間を繋ぐ樹脂製の第1梁部76及び第2梁部78が設けられている。第1梁部76と第2梁部78は、端子本体52の内部に空間を残すように形成されている。第1梁部76と第2梁部78は、樹脂層70と一体成形されている。すなわち、第1梁部76と第2梁部78は、樹脂層70と共に、蓋体30の一部を構成している。
Inside the terminal
図11に示すように、第1梁部76は、樹脂層70の第1層部72における所定の周方向部分からこれに対向する周方向部分にかけて径方向に延びるように設けられている。同様に、第2梁部78は、第1層部72における別の2箇所の周方向部分間を繋ぐように径方向に延設されている。
As shown in FIG. 11, the
第1梁部76と第2梁部78は、軸方向から見て交差するように配置されている。より具体的に、第1梁部76と第2梁部78は、直角に交わっている。第1梁部76と第2梁部78は、軸方向から見て、端子本体52のメイン周壁部55の中心を通るように配置されている。
The
図9に示すように、第1梁部76と第2梁部78は、軸方向における樹脂層70の全長に亘って設けられている。これにより、端子本体52の内部空間は、第1梁部76と第2梁部78によって複数の空間に仕切られている。第1梁部76と第2梁部78の上端は、樹脂層70における第2層部74に連なっている。
As shown in FIG. 9, the
以上のように設けられた第1梁部76及び第2梁部78によって、樹脂層70は、端子本体52とは反対側から支持されている。また、第1梁部76及び第2梁部78は、樹脂層70を介して端子本体52を内側から補強している。
The
[製造方法]
組電池1の製造に関して、外部端子50を成形して蓋体30に一体化させる方法の一例について説明する。
[Production method]
Regarding the manufacture of the assembled
外部端子50は、先ず、1枚の金属板をプレス加工することによって、図3及び図4に示す形状に成形される。ここで、外部端子50の端子本体52は、プレス金型を用いて、1枚の金属板を絞り加工することで成形される。これにより、円錐台状の輪郭を有し且つ中空状のポール端子を成形できる。
The
続いて、上記のように成形された外部端子50は、インサート成形によって、蓋体30に一体化される。インサート成形金型としては、例えば、図12(a)及び図12(b)に示すような第1金型201及び第2金型202が用いられる。
Subsequently, the
なお、図12(a)及び図12(b)には、金型201,202の一部、具体的には、蓋体30における一方の外部端子50の周辺部を成形する部分のみが図示されている。
12A and 12B, only a part of the
先ず、図12(a)に示すように、第2金型202が開いた状態で、上記のように成形された外部端子50が第1金型201にセットされる。その後、図12(b)に示すように、第2金型202が閉じられ、これにより、金型201,202内に外部端子50が挿入される。このとき、第1金型201と外部端子50との間には第1空間S1が形成され、第2金型202と外部端子50との間には第2空間S2が形成されている。
First, as shown in FIG. 12A, the
続いて、外部端子50の周囲の第1空間S1及び第2空間S2に溶融状態の樹脂が注入される。このとき、樹脂の注入は、第1空間S1又は第2空間S2の一方のみに行われてもよいし、両方に行われてもよい。
Subsequently, molten resin is injected into the first space S1 and the second space S2 around the
第1空間S1と第2空間S2は、外部端子50の端子本体52に設けられた貫通穴66を介して連通しているため、第1空間S1と第2空間S2との間での樹脂の流動が可能となっている。これにより、第1空間S1及び第2空間S2の全体に亘って樹脂がスムーズに供給される。
Since the first space S1 and the second space S2 communicate with each other through a through
その後、樹脂が冷却されて固化することで、樹脂からなる蓋体30が成形される。また、上述した樹脂層70、第1梁部76、第2梁部78、及び連絡部80が、蓋体30と一体成形される。
Thereafter, the resin is cooled and solidified, whereby the
最後に、離型することで、蓋体30と外部端子50とを一体化した部材が得られる。
Finally, the member which integrated the
[作用効果]
以上の製造方法によれば、絞り加工によって中空状の端子本体52を有する外部端子50を容易に成形できる。そのため、銅、真鍮、アルミニウム、及びアルミニウム合金のような、鉛よりも融点が高い金属材料を用いて外部端子50を製造する場合、鋳造又は圧造によって中実の外部端子を製造する場合に比べて、外部端子50の軽量化及び製造コストの低減を図ることができる。
[Function and effect]
According to the above manufacturing method, the
また、1枚の金属板からなる外部端子50に対して、樹脂製の蓋体30をインサート成形によって容易に一体化できる。特に、インサート成形金型201,202内において、外部端子50の外側の第1空間S1に充填された樹脂によって蓋体30が成形され、外部端子50の内側の第2空間S2に充填された樹脂によって樹脂層70、第1梁部76、及び第2梁部78が成形され、端子本体52の貫通穴66に充填された樹脂によって連絡部80が成形されることで、外部端子50、蓋体30、樹脂層70、第1梁部76、第2梁部78、及び連絡部80を容易に一体化できる。
In addition, the
さらに、仮に、インサート成形の際、端子本体52の内部空間全体に溶融樹脂を充填して固化させる場合、及び、予め成形された樹脂成形品を端子本体52の内部に取り付ける場合は、端子本体52の内面と樹脂部との間に隙間が生じやすくなる。
Further, if the entire interior space of the
これに対して、本実施形態では、インサート成形金型201,202内において、端子本体52の内面に沿って層状の樹脂が充填されるため、樹脂層70を、端子本体52の内面に対して隙間無く重ねられた状態で形成しやすい。
On the other hand, in this embodiment, since the layered resin is filled along the inner surface of the
したがって、以上のように製造された組電池1では、端子本体52に外力が加えられたとき、端子本体52に加えられた荷重が、端子本体52の内側の樹脂層70によって確実に受けられるため、端子本体52の内面を樹脂層70によって効果的に補強できる。しかも、樹脂層70は、上述した第1梁部76及び第2梁部78(図6及び図9〜図11参照)によって、端子本体52とは反対側から支持されており、これにより、端子本体52は、より効果的に補強されている。
Therefore, in the assembled
また、樹脂層70は、インサート成形によって蓋体30と一体成形されるため、端子本体52を内側から補強するための専用部品を省略でき、これにより、部品点数及び組立工数の低減を図ることができる。
In addition, since the
さらに、上記のように製造された組電池1では、端子本体52が中空であるため、中実のポール端子を用いる場合に比べて、外部端子50の軽量化を図ることができる。しかも、樹脂層70、第1梁部76、及び第2梁部78による補強によって、端子本体52の薄肉化を図ることができるため、外部端子50の更なる軽量化が可能になっている。
Furthermore, in the assembled
また、中空の端子本体52において、周壁54の先端開口は端壁58によって塞がれているため、組電池1の気密性を確保することができる。さらに、周壁54の先端部の変位が端壁58によって規制されることで、例えば、メイン周壁部55の外側に嵌合された接続部材が締め付けられるときなど、外力が加えられたときにおける周壁54の変形を抑制できる。
Further, in the hollow terminal
またさらに、外部端子50は、単電池4の端子への接続に用いられる接続部68を一体に備えているため、バスバーのような接続部材の部品点数を低減できる。また、組電池1の製造時において、バスバーのような接続部材に端子本体52を固定する工程を省略することができる。
Furthermore, since the
以上において説明した外部端子50の構成は一例に過ぎず、本発明において、外部端子の構成には種々の変更が可能である。
The configuration of the
[変形例]
図13及び図14を参照しながら、変形例に係る外部端子150の構成を説明する。なお、図13及び図14に示す変形例の説明において、既に説明した実施例と同様の構成要素については説明を省略するとともに、図13及び図14において上記の実施例と同じ符号を付している。
[Modification]
A configuration of the
変形例に係る外部端子150には、上記の実施例における突起部60(図3、図4、及び図10参照)に加えて、図13及び図14に示す突起部160が設けられている。なお、変形例では、実施例と同様の突起部60が省略されてもよい。突起部160は、端子本体52の周壁54の内周面に設けられている。
The
より具体的には、図13に示すように、周壁54の上端部の内周面に突起部160が設けられている。すなわち、突起部160は、メイン周壁部55と端壁58とのコーナ部から内側に突出するように設けられている。ただし、突起部160は、軸方向における周壁54の別の部分に設けられてもよい。
More specifically, as shown in FIG. 13, a
また、図14に示すように、突起部160は、周方向に間隔を空けて複数設けられている。周方向に隣接する突起部160間には、それぞれ溝部162が形成されている。突起部160は、その表面全体が樹脂層70で覆われている。樹脂層70には、突起部160に係合された係合部140が形成されている。係合部140は、突起部160に対応して、周方向に間隔を空けて複数設けられている。各係合部140は、端子本体52の溝部162に充填された樹脂材料で構成されている。
Moreover, as shown in FIG. 14, the
以上のように構成された外部端子150においては、端子本体52に設けられた突起部160の周方向の変位が、突起部160に係合された樹脂層70の係合部140によって規制されている。また、樹脂層70は蓋体30と一体である。そのため、蓋体30に対する外部端子150の相対回転を効果的に規制できる。
In the
以上、上述の実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。 While the present invention has been described with reference to the above-described embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments.
例えば、上述の実施形態では、外部端子50の樹脂層70が、端子本体52の内面全体に設けられる例を説明したが、本発明において、樹脂層は、端子本体の内面に対して部分的に設けられてもよい。
For example, in the above-described embodiment, the example in which the
また、上述の実施形態では、端子本体52の内部に、2本の梁部76,78が軸方向から見てX字状に設けられる例を説明したが、梁部の形状、大きさ、厚さ、個数、及び配置については、種々の変更が可能であり、梁部を省略することも可能である。
Further, in the above-described embodiment, the example in which the two
さらに、端子本体52の内面は、滑らかな面に限られず、凹凸面であってもよい。この場合、樹脂層70は、端子本体52の内面の凹部に食い込むように設けられることが好ましく、これにより、端子本体52の内面に対する樹脂層70の位置ずれが効果的に抑制される。
Furthermore, the inner surface of the
また、図9では、外部端子50の端子本体52及び接続部68が全体に亘って均一の厚みを有する例が図示されているが、端子本体52と接続部68の厚みは互いに異なっていてもよいし、端子本体52及び接続部68の厚みは、それぞれ部位によって異なっていてもよい。
9 shows an example in which the terminal
さらに、上述の実施形態では、端子本体の断面形状が円形である例を説明したが、本発明において、端子本体の断面形状は特に限定されるものでない。 Furthermore, in the above-described embodiment, the example in which the cross-sectional shape of the terminal body is circular has been described. However, in the present invention, the cross-sectional shape of the terminal body is not particularly limited.
また、上述の実施形態では、外部端子50が蓋体30に設けられる例を説明したが、本発明において、外部端子は、外装体における蓋体以外の部分に設けられてもよい。
In the above-described embodiment, the example in which the
さらに、本発明に係る蓄電装置を構成する蓄電素子は、上述の実施形態のような角形の電池に限定されるものでなく、例えば、円筒形電池又はラミネート形(パウチ形)の電池であってもよい。 Furthermore, the power storage element constituting the power storage device according to the present invention is not limited to the prismatic battery as in the above-described embodiment, and may be, for example, a cylindrical battery or a laminate (pouch-type) battery. Also good.
また、上述の実施形態では、蓄電素子としてリチウムイオン二次電池のような非水電解質二次電池を有する蓄電装置を例に本発明に係る蓄電装置を説明したが、本発明に係る蓄電装置を構成する蓄電素子は、非水電解質二次電池以外の二次電池、一次電池、キャパシタを含む種々の蓄電素子であってもよい。 In the above-described embodiment, the power storage device according to the present invention has been described by way of example of a power storage device having a nonaqueous electrolyte secondary battery such as a lithium ion secondary battery as a power storage element. The power storage elements to be configured may be various power storage elements including secondary batteries other than non-aqueous electrolyte secondary batteries, primary batteries, and capacitors.
さらに、本発明に係る蓄電装置の外装体には、個別に容器を有する蓄電素子が容器ごと収容されてもよいし、電極や電解液が直接収容されてもよい。 Furthermore, in the exterior body of the power storage device according to the present invention, a power storage element having a container individually may be accommodated together with the container, or an electrode or an electrolyte may be directly accommodated.
1 組電池(蓄電装置)
4 単電池(蓄電素子)
20 外装体
30 蓋体
50(50A,50B) 外部端子
52 端子本体
54 周壁
58 端壁
60 突起部
62 歯部
66 貫通穴
68 接続部
70 樹脂層
76 第1梁部
78 第2梁部
80 連絡部
150 外部端子
160 突起部
1 battery pack (power storage device)
4 Single battery (storage element)
DESCRIPTION OF
Claims (12)
前記外装体の外側に露出する外部端子とを備え、
前記外部端子は、前記外装体の表面から外側に突出した周壁と該周壁の先端開口を塞ぐ端壁とを有する中空の端子本体を備えている、蓄電装置。 An exterior body that houses the storage element;
An external terminal exposed outside the exterior body,
The said external terminal is an electrical storage apparatus provided with the hollow terminal main body which has the surrounding wall which protruded outside from the surface of the said exterior body, and the end wall which block | closes the front-end | tip opening of this surrounding wall.
前記樹脂層は、前記樹脂製部材の一部である、請求項2に記載の蓄電装置。 At least a part of the exterior body is made of a resin member,
The power storage device according to claim 2, wherein the resin layer is a part of the resin member.
前記非露出部に貫通穴が設けられている、請求項3に記載の蓄電装置。 The peripheral wall includes a non-exposed portion sandwiched between the resin layer and a portion of the resin member other than the resin layer,
The power storage device according to claim 3, wherein a through hole is provided in the non-exposed portion.
前記突起部は、前記樹脂層で覆われている、請求項2から請求項5のいずれか1項に記載の蓄電装置。 The external terminal includes a protrusion provided on the inner surface of the peripheral wall,
The power storage device according to claim 2, wherein the protrusion is covered with the resin layer.
前記突起部は、その表面全体が前記外装体の材料で覆われるように前記外装体に埋め込まれている、請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の蓄電装置。 The external terminal includes a protrusion protruding radially outward from the peripheral wall,
The power storage device according to claim 1, wherein the protrusion is embedded in the exterior body so that the entire surface thereof is covered with the material of the exterior body.
前記蓄電素子と前記端子本体とは、前記接続部を介して電気的に接続されている、請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の蓄電装置。 The external terminal further includes a connection part formed integrally with the terminal body,
The power storage device according to any one of claims 1 to 7, wherein the power storage element and the terminal body are electrically connected via the connection portion.
前記インサート成形金型内に挿入された前記外部端子の周囲に樹脂を注入し、
前記インサート成形金型内で、前記樹脂からなる前記外装体を成形する、請求項10に記載の蓄電装置の製造方法。 Insert the external terminal molded by the drawing into an insert molding die,
Injecting resin around the external terminals inserted into the insert mold,
The manufacturing method of the electrical storage apparatus of Claim 10 which shape | molds the said exterior body which consists of the said resin within the said insert molding metal mold | die.
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