JP2019029116A - Power storage element - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、正極端子及び負極端子と、正極端子及び負極端子が配置された蓋体を有する容器とを備える蓄電素子に関する。 The present invention relates to a power storage device including a positive electrode terminal and a negative electrode terminal, and a container having a lid body on which the positive electrode terminal and the negative electrode terminal are arranged.
従来、正極端子及び負極端子と、正極端子及び負極端子が配置された蓋体を有する容器とを備える蓄電素子が広く知られている。例えば、特許文献1には、容器の蓋本体(蓋体)に、第1端子部(正極端子)と第2端子部(負極端子)とが固定された電気素子(蓄電素子)が開示されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, an energy storage device including a positive electrode terminal and a negative electrode terminal and a container having a lid body on which the positive electrode terminal and the negative electrode terminal are arranged is widely known. For example, Patent Document 1 discloses an electric element (storage element) in which a first terminal portion (positive electrode terminal) and a second terminal portion (negative electrode terminal) are fixed to a lid body (lid body) of a container. Yes.
しかしながら、上記特許文献1に開示されたような従来の蓄電素子においては、蓋体に正極端子及び負極端子の2つの電極端子を配置する必要があるため、蓄電素子の製造時において、効率化を図ることができない場合がある。例えば、蓋体に正極端子と負極端子とを同時に配置することができない場合には、正極端子及び負極端子を順番に配置する必要があり、時間を要してしまう。また、蓋体に正極端子及び負極端子を配置した後に、正極端子及び負極端子のいずれかに不具合が見つかったような場合には、不具合がある方のみを取り替えることができないため、不具合がない方も一緒に取り替える必要がある。このように、従来の蓄電素子においては、製造時における効率化を図ることができない場合があるという問題がある。 However, in the conventional power storage element as disclosed in Patent Document 1, it is necessary to dispose two electrode terminals, a positive electrode terminal and a negative electrode terminal, on the lid body. It may not be possible to plan. For example, when the positive electrode terminal and the negative electrode terminal cannot be arranged at the same time on the lid, it is necessary to arrange the positive electrode terminal and the negative electrode terminal in order, which takes time. In addition, if a defect is found in either the positive electrode terminal or the negative electrode terminal after placing the positive electrode terminal and the negative electrode terminal on the lid, only the defective one cannot be replaced. Need to be replaced together. As described above, the conventional power storage device has a problem in that it may not be possible to increase efficiency during manufacturing.
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、製造時における効率化を図ることができる蓄電素子を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a power storage element that can improve efficiency during manufacturing.
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る蓄電素子は、正極端子及び負極端子と、蓋体を有する容器とを備え、前記蓋体は、前記正極端子が配置された正極側部材と、前記負極端子が配置され、前記正極側部材と接合された負極側部材とを有する。 In order to achieve the above object, a power storage device according to one embodiment of the present invention includes a positive electrode terminal, a negative electrode terminal, and a container having a lid, and the lid includes a positive electrode side member on which the positive electrode terminal is disposed. And the negative electrode terminal is disposed and the negative electrode side member joined to the positive electrode side member.
これによれば、蓄電素子において、容器の蓋体は、正極端子が配置された正極側部材と、負極端子が配置され正極側部材と接合された負極側部材とを有している。つまり、当該蓄電素子は、別体の正極側部材と負極側部材とが接合されて構成されている。このように、蓋体の電極端子が配置される部分を、正極側部材と負極側部材とに分けることで、正極側の部位と負極側の部位とを個別に取り扱うことができる。これにより、例えば、蓄電素子の製造時に、正極側の部位と負極側の部位とを同時に並行して作業することができたり、正極側の部位及び負極側の部位のいずれかに不具合があれば不具合のある方のみを取り替えればよいなど、製造時における効率化を図ることができる。 According to this, in the electricity storage element, the lid of the container includes the positive electrode side member on which the positive electrode terminal is disposed and the negative electrode side member on which the negative electrode terminal is disposed and joined to the positive electrode side member. That is, the power storage element is configured by joining a separate positive electrode side member and negative electrode side member. Thus, by dividing the portion where the electrode terminal of the lid is arranged into the positive electrode side member and the negative electrode side member, the positive electrode side portion and the negative electrode side portion can be handled separately. Thereby, for example, at the time of manufacturing the electricity storage element, it is possible to work on the part on the positive electrode side and the part on the negative electrode side simultaneously in parallel, or if there is a defect in either the part on the positive electrode side or the part on the negative electrode side. It is possible to improve the efficiency at the time of manufacturing, such as replacing only the defective one.
また、前記正極側部材及び前記負極側部材のいずれか一方は、他方との接合部において、前記他方に向けて突出する突出部を有することにしてもよい。 Moreover, you may decide that either one of the said positive electrode side member and the said negative electrode side member has a protrusion part which protrudes toward the said other in a junction part with the other.
これによれば、蓄電素子において、正極側部材及び負極側部材のいずれか一方は、他方との接合部において、当該他方に向けて突出する突出部を有している。これにより、当該一方の突出部が、ガス排出弁の機能を担うことができるため、蓋体にガス排出弁を別途設ける必要がなく、製造時における効率化を図ることができる。 According to this, in the electricity storage element, one of the positive electrode side member and the negative electrode side member has a protruding portion that protrudes toward the other side at the joint portion with the other side. Thereby, since the said one protrusion part can bear the function of a gas exhaust valve, it is not necessary to provide a gas exhaust valve separately in a cover body, and efficiency at the time of manufacture can be achieved.
また、前記突出部は、前記突出部が設けられている前記容器の面の中央位置に配置されることにしてもよい。 Moreover, you may decide to arrange | position the said protrusion part in the center position of the surface of the said container in which the said protrusion part is provided.
これによれば、正極側部材及び負極側部材のいずれか一方の突出部は、容器の面の中央位置に配置されている。このように、当該突出部を当該中央位置に配置することで、当該突出部をガス排出弁として効果的に機能させることができる。 According to this, the protrusion part of any one of the positive electrode side member and the negative electrode side member is arrange | positioned in the center position of the surface of a container. Thus, by arrange | positioning the said protrusion part in the said center position, the said protrusion part can be effectively functioned as a gas exhaust valve.
また、前記突出部と前記他方との接合強度は、前記接合部の他の部分における接合強度よりも低いことにしてもよい。 Moreover, you may decide that the joint strength of the said protrusion part and said other is lower than the joint strength in the other part of the said junction part.
これによれば、正極側部材及び負極側部材のいずれか一方の突出部と他方との接合強度は、他の部分における接合強度よりも低い。このように、当該突出部での接合強度を低くすることで、当該突出部をガス排出弁として効果的に機能させることができる。 According to this, the bonding strength between the protruding portion of one of the positive electrode side member and the negative electrode side member and the other is lower than the bonding strength at the other portion. As described above, by reducing the bonding strength at the protrusion, the protrusion can effectively function as a gas discharge valve.
また、さらに、前記正極側部材に配置される正極集電体と、前記負極側部材に配置される負極集電体と、前記正極集電体及び前記負極集電体に、両側方から挟まれて配置される電極体とを備え、前記正極集電体及び前記負極集電体の少なくとも一方は、前記電極体に側方から挿入された状態で配置されることにしてもよい。 Furthermore, the positive electrode current collector disposed on the positive electrode side member, the negative electrode current collector disposed on the negative electrode side member, and the positive electrode current collector and the negative electrode current collector are sandwiched from both sides. And at least one of the positive electrode current collector and the negative electrode current collector may be disposed in a state of being inserted from the side into the electrode body.
これによれば、蓄電素子において、正極側部材に配置された正極集電体、及び、負極側部材に配置された負極集電体の少なくとも一方は、電極体に側方から挿入された状態で配置されている。つまり、正極側部材と負極側部材とが別体で構成されているため、正極側部材に配置された正極集電体と負極側部材に配置された負極集電体とも別体で構成されている。このため、正極集電体及び負極集電体の少なくとも一方を電極体に側方から挿入して接合する構成の場合、当該少なくとも一方を、電極体の側方から近付けることで、電極体に側方から容易に挿入することができる。これにより、蓄電素子の製造時における効率化を図ることができる。 According to this, in the electricity storage element, at least one of the positive electrode current collector disposed on the positive electrode side member and the negative electrode current collector disposed on the negative electrode side member is inserted in the electrode body from the side. Is arranged. That is, since the positive electrode side member and the negative electrode side member are configured separately, the positive electrode current collector disposed on the positive electrode side member and the negative electrode current collector disposed on the negative electrode side member are also configured separately. Yes. For this reason, in the case of a configuration in which at least one of the positive electrode current collector and the negative electrode current collector is inserted and joined to the electrode body from the side, the at least one of the positive electrode current collector and the negative electrode current collector is moved to the side of the electrode body. Can be easily inserted from either side. Thereby, the efficiency at the time of manufacture of an electrical storage element can be achieved.
なお、本発明は、蓄電素子として実現することができるだけでなく、当該蓄電素子が備える容器の蓋体としても実現することができる。 Note that the present invention can be realized not only as a power storage element but also as a lid of a container provided in the power storage element.
本発明における蓄電素子によれば、製造時における効率化を図ることができる。 According to the electricity storage device of the present invention, it is possible to improve the efficiency during production.
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態及びその変形例に係る蓄電素子について説明する。なお、以下で説明する実施の形態及びその変形例は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態及びその変形例で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態及びその変形例における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。また、各図において、寸法等は厳密に図示したものではない。 Hereinafter, a power storage device according to an embodiment of the present invention and a modification thereof will be described with reference to the drawings. It should be noted that each of the embodiments and modifications thereof described below is a comprehensive or specific example. Numerical values, shapes, materials, constituent elements, arrangement positions and connection forms of constituent elements, and the like shown in the following embodiments and modifications thereof are merely examples, and are not intended to limit the present invention. In addition, among the constituent elements in the following embodiments and modifications thereof, constituent elements that are not described in the independent claims indicating the highest concept are described as arbitrary constituent elements. In each drawing, dimensions and the like are not strictly illustrated.
また、以下実施の形態での説明及び図面中において、蓄電素子が有する一対の電極端子の並び方向、一対の集電体の並び方向、電極体の両端部(一対の活物質層非形成部)の並び方向、電極体の巻回軸方向、集電体の脚部の電極体への挿入方向、または、容器の短側面の対向方向をX軸方向と定義する。また、容器の長側面の対向方向、容器の短側面の短手方向、または、容器の厚さ方向をY軸方向と定義する。また、蓄電素子の容器本体と蓋体との並び方向、容器の短側面の長手方向、集電体の脚部の延設方向、または、上下方向をZ軸方向と定義する。これらX軸方向、Y軸方向及びZ軸方向は、互いに交差(本実施の形態では直交)する方向である。なお、使用態様によってはZ軸方向が上下方向にならない場合も考えられるが、以下では説明の便宜のため、Z軸方向を上下方向として説明する。また、以下の説明において、例えば、X軸方向プラス側とは、X軸の矢印方向側を示し、X軸方向マイナス側とは、X軸方向プラス側とは反対側を示す。Y軸方向やZ軸方向についても同様である。 In the following description and drawings in the embodiments, the direction in which the pair of electrode terminals included in the power storage element is aligned, the direction in which the pair of current collectors are aligned, and both ends of the electrode body (the pair of active material layer non-forming portions) Are defined as the X-axis direction. Moreover, the opposing direction of the long side surface of the container, the short side direction of the short side surface of the container, or the thickness direction of the container is defined as the Y-axis direction. Further, the direction in which the container body and the lid of the electricity storage element are arranged, the longitudinal direction of the short side surface of the container, the extending direction of the legs of the current collector, or the vertical direction is defined as the Z-axis direction. These X-axis direction, Y-axis direction, and Z-axis direction are directions that intersect (orthogonal in this embodiment). Although the case where the Z-axis direction does not become the vertical direction may be considered depending on the usage mode, the Z-axis direction will be described below as the vertical direction for convenience of explanation. In the following description, for example, the X axis direction plus side indicates the arrow direction side of the X axis, and the X axis direction minus side indicates the opposite side to the X axis direction plus side. The same applies to the Y-axis direction and the Z-axis direction.
(実施の形態)
[1 蓄電素子10の全般的な説明]
まず、図1及び図2を用いて、本実施の形態における蓄電素子10の全般的な説明を行う。図1は、本実施の形態に係る蓄電素子10の外観を示す斜視図である。また、図2は、本実施の形態に係る蓄電素子10が備える各構成要素を示す斜視図である。具体的には、図2は、蓄電素子10が備える各構成要素を分解して示す分解斜視図である。また、図3は、本実施の形態に係る蓄電素子10を組み立てる際の構成を示す斜視図である。具体的には、図3の(a)は、電極体600に正極集電体400及び負極集電体500が挿入される前の状態を示す斜視図であり、図3の(b)は、電極体600に正極集電体400及び負極集電体500が両側方から挿入された後の状態を示す斜視図である。
(Embodiment)
[1 General Description of Power Storage Element 10]
First, a general description of the
蓄電素子10は、電気を充電し、また、電気を放電することのできる二次電池であり、具体的には、リチウムイオン二次電池などの非水電解質二次電池である。蓄電素子10は、例えば、電気自動車(EV)、ハイブリッド電気自動車(HEV)またはプラグインハイブリッド電気自動車(PHEV)等の自動車用電源や、電子機器用電源、電力貯蔵用電源などに使用される。なお、蓄電素子10は、非水電解質二次電池には限定されず、非水電解質二次電池以外の二次電池であってもよいし、キャパシタであってもよい。また、蓄電素子10は、二次電池ではなく、使用者が充電をしなくても蓄えられている電気を使用できる一次電池であってもよい。また、本実施の形態では、矩形状(角型)の蓄電素子10を図示しているが、蓄電素子10の形状は、矩形状には限定されず、円柱形状や長円柱形状等であってもよい。
The
図1に示すように、蓄電素子10は、容器本体110と蓋体120とを有する容器100と、正極端子200と、正極ガスケット210と、負極端子300と、負極ガスケット310とを備えている。また、図2に示すように、容器100内方には、正極集電体400と、負極集電体500と、電極体600とが収容されている。
As shown in FIG. 1, the
また、容器100の内部には、電解液(非水電解質)が封入されているが、図示は省略する。なお、当該電解液としては、蓄電素子10の性能を損なうものでなければその種類に特に制限はなく、様々なものを選択することができる。また、上記の構成要素の他、正極集電体400及び負極集電体500の側方に配置されるスペーサ、容器100内に電解液を注入するための注液部、または、電極体600等を包み込む絶縁フィルムなどが配置されていてもよい。
Moreover, although electrolyte solution (nonaqueous electrolyte) is enclosed inside the
[1.1 容器100の構成の説明]
容器100は、矩形筒状で底を備える容器本体110と、容器本体110の開口を閉塞する板状部材である蓋体120とで構成された直方体形状(箱型)のケースである。具体的には、蓋体120は、X軸方向に延設された平板状かつ矩形状の壁部であり、容器本体110のZ軸方向プラス側に配置されている。容器本体110は、Z軸方向マイナス側に平板状かつ矩形状の底壁部、Y軸方向両側の側面に平板状かつ矩形状の長側壁部、及び、X軸方向両側の側面に平板状かつ矩形状の短側壁部の5つの壁部を有している。また、容器100は、電極体600等を容器本体110の内方に収容後、蓋体120と容器本体110とが溶接等されることにより、内部を密封することができるものとなっている。なお、蓋体120及び容器本体110の材質は特に限定されないが、例えばステンレス鋼、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄、メッキ鋼板など溶接可能な金属であるのが好ましい。
[1.1 Description of Configuration of Container 100]
The
ここで、蓋体120は、正極側部材130と、負極側部材140とを有している。正極側部材130は、正極端子200が配置された、蓋体120の正極側の部材である。具体的には、正極側部材130は、蓋体120のX軸方向プラス側の略半分からなる板状部材であり、正極端子200、正極ガスケット210及び正極集電体400が配置(固定)されている。負極側部材140は、負極端子300が配置された、蓋体120の負極側の部材である。具体的には、負極側部材140は、蓋体120のX軸方向マイナス側の略半分からなる板状部材であり、負極端子300、負極ガスケット310及び負極集電体500が配置(固定)されている。
Here, the
また、正極側部材130と負極側部材140とは、接合されて、蓋体120を構成している。具体的には、正極側部材130のX軸方向マイナス側の端部である正極側部材端部131と、負極側部材140のX軸方向プラス側の端部である負極側部材端部141とが溶接等によって接合されて、接合部121が形成されている。つまり、蓋体120は、X軸方向の略中央位置で、別体の2つの部材である正極側部材130及び負極側部材140に分かれて構成されており、この正極側部材130及び負極側部材140の対向する端部同士が接合されて、接合部121が形成されている。この正極側部材130及び負極側部材140の接合の構成(正極側部材端部131、負極側部材端部141、及び、接合部121の構成)の詳細な説明については、後述する。
Further, the positive
[1.2 電極体600の構成の説明]
電極体600は、正極板と負極板とセパレータとを備え、電気を蓄えることができる蓄電要素(発電要素)である。正極板は、アルミニウムやアルミニウム合金などからなる長尺帯状の集電箔である正極基材層上に正極活物質層が形成された極板である。負極板は、銅や銅合金などからなる長尺帯状の集電箔である負極基材層上に負極活物質層が形成された極板である。なお、正極活物質層及び負極活物質層に用いられる正極活物質及び負極活物質としては、リチウムイオンを吸蔵放出可能な活物質であれば、適宜公知の材料を使用できる。また、セパレータは、例えば樹脂からなる微多孔性のシートや、不織布を用いることができる。
[1.2 Description of Configuration of Electrode Body 600]
The
そして、電極体600は、正極板と負極板との間にセパレータが配置され巻回されて形成されている。具体的には、電極体600は、正極板と負極板とが、セパレータを介して、巻回軸(本実施の形態ではX軸方向に平行な仮想軸)の方向に互いにずらして巻回されている。そして、正極板及び負極板は、それぞれのずらされた方向の端部に、活物質が塗工されず(活物質層が形成されず)基材層が露出した部分(活物質層非形成部)を有している。
The
つまり、電極体600は、巻回軸方向の一端部(X軸方向プラス側の端部)に、正極板の活物質層非形成部が積層されて束ねられた正極集束部610を有している。具体的には、正極板の活物質層非形成部が巻回されることにより、正極集束部610の中央部分に、X軸方向プラス側に向けて開口した開口部611が形成されている。図3に示すように、この開口部611に、正極集電体400が挿入(詳細には、後述の正極集電体400の電極体側配置部420が挿入)される。なお、開口部611は、正極集束部610をY軸方向に2つに分けることで形成される空間であり、正極集電体400が挿入できるのであれば、どのような形状の空間であってもよい。
That is, the
同様に、電極体600は、巻回軸方向の他端部(X軸方向マイナス側の端部)に、負極板の活物質層非形成部が積層されて束ねられた負極集束部620を有している。そして、負極板の活物質層非形成部が巻回されることにより、負極集束部620の中央部分に、X軸方向マイナス側に向けて開口した開口部621が形成され、図3に示すように、この開口部621に、負極集電体500(の電極体側配置部520)が挿入される。なお、開口部621の詳細については、開口部611と同様である。
Similarly, the
このように、電極体600は、正極集電体400及び負極集電体500に、両側方(X軸方向両側)から挟まれて配置されている。なお、本実施の形態では、電極体600の断面形状(YZ平面における断面形状)として長円形状を図示しているが、楕円形状、円形状、多角形状などでもよい。また、電極体600の形状は巻回型に限らず、平板状極板を積層した積層型であってもよい。
Thus, the
[1.3 正極端子200及び負極端子300の構成の説明]
正極端子200は、電極体600の正極板に電気的に接続された電極端子であり、負極端子300は、電極体600の負極板に電気的に接続された電極端子である。つまり、正極端子200及び負極端子300は、電極体600に蓄えられている電気を蓄電素子10の外部空間に導出し、また、電極体600に電気を蓄えるために蓄電素子10の内部空間に電気を導入するための金属製の電極端子である。上述の通り、正極端子200は、蓋体120の正極側部材130に取り付けられて固定されており、負極端子300は、蓋体120の負極側部材140に取り付けられて固定されている。
[1.3 Description of Configuration of
The
具体的には、正極端子200は、下方に向けて突出した軸部(図示せず)を有しており、当該軸部が正極側部材130の貫通孔と正極集電体400の貫通孔とに挿入されて、かしめられることにより、正極集電体400とともに正極側部材130に固定されている。なお、正極端子200を正極集電体400とともに正極側部材130に固定する手法は、かしめには限定されず、例えば、軸部にボルト部分を形成してナットで締結する構成でもよいし、溶接により固定するなどしてもよい。また、負極端子300についても同様に、負極集電体500とともに負極側部材140に固定されている。
Specifically, the
[1.4 正極集電体400及び負極集電体500の構成の説明]
正極集電体400は、電極体600の正極側端部と容器本体110の側壁との間に配置され、正極端子200と電極体600の正極板とに電気的に接続される導電性と剛性とを備えた部材である。また、負極集電体500は、電極体600の負極側端部と容器本体110の側壁との間に配置され、負極端子300と電極体600の負極板とに電気的に接続される導電性と剛性とを備えた部材である。なお、正極集電体400の材質は限定されないが、例えば、電極体600の正極基材層と同様、アルミニウムまたはアルミニウム合金などで形成されている。また、負極集電体500についても、材質は限定されないが、例えば、電極体600の負極基材層と同様、銅または銅合金などで形成されている。
[1.4 Explanation of Configuration of Positive
The positive electrode
そして、上述の通り、正極集電体400は、正極側部材130に配置され、負極集電体500は、負極側部材140に配置されている。つまり、正極集電体400は、正極端子200等とともに蓋体120の正極側部材130に取り付けられて固定されており、負極集電体500は、負極端子300等とともに蓋体120の負極側部材140に取り付けられて固定されている。
As described above, the positive electrode
具体的には、正極集電体400は、端子側配置部410と、電極体側配置部420と、先端部430とを有している。端子側配置部410は、正極側部材130及び容器本体110の側壁に沿って屈曲状態で配置され、正極端子200に接続される部位である。電極体側配置部420は、端子側配置部410及び先端部430から電極体600に向けて突出して配置されており、正極集束部610の開口部611に挿入されて、正極集束部610と接合(溶接)される部位である。先端部430は、電極体側配置部420の下端部から下方に延びる部位である。なお、電極体側配置部420と正極集束部610との接合方法は、レーザ溶接、超音波溶接、抵抗溶接等どのような溶接であってもよく、また、溶接以外の、例えばかしめ等の機械的な接合等であってもよい。
Specifically, the positive electrode
また、同様に、負極集電体500は、端子側配置部510と、電極体側配置部520と、先端部530とを有している。なお、負極集電体500の構成は、正極集電体400の構成と同様のため、負極集電体500の各部についての詳細な説明は省略する。このように、正極集電体400及び負極集電体500は、電極体600に両側方から挿入された状態で配置される。そして、このような構成により、電極体600が、正極集電体400及び負極集電体500によって蓋体120から吊り下げられた状態で保持(支持)され、振動や衝撃などによる揺れが抑制される。
Similarly, the negative electrode
正極ガスケット210は、蓋体120の正極側部材130と正極端子200及び正極集電体400との間に配置された、絶縁性の封止部材である。正極ガスケット210は、例えば、ポリカーボネート(PC)、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)、または、ポリフェニレンサルファイド樹脂(PPS)等の樹脂などによって形成されている。なお、負極ガスケット310についても、正極ガスケット210と同様の構成を有するため、詳細な説明は省略する。
The
[2 正極側部材130及び負極側部材140の接合の構成の説明]
[2.1 正極側部材端部131及び負極側部材端部141の構成の説明]
次に、正極側部材130の正極側部材端部131、及び、負極側部材140の負極側部材端部141の構成について説明する。図4は、本実施の形態に係る正極側部材端部131及び負極側部材端部141の構成を示す斜視図である。具体的には、図4の(a)は、図2の正極側部材端部131及び負極側部材端部141を拡大して示す拡大斜視図であり、図4の(b)は、図4の(a)の正極側部材端部131及び負極側部材端部141をIVb−IVb断面で切断した場合の構成を示す断面図である。
[2 Description of the bonding configuration of the positive
[2.1 Explanation of Configuration of Positive Electrode
Next, the configuration of the positive electrode side
図4に示すように、正極側部材130の正極側部材端部131は、2つの正極側部材第一端部132と、当該2つの正極側部材第一端部132の間に配置された正極側部材第二端部133とを有している。2つの正極側部材第一端部132は、正極側部材端部131のY軸方向両側の端部であり、Y軸方向に延びる端縁を有している。2つの正極側部材第一端部132には、ともに、当該端縁に沿って、上部が凹んだ(下部が突出した)階段状の段差部132aが形成されている。また、正極側部材第二端部133は、正極側部材端部131のY軸方向中央部分がX軸方向プラス側に凹んだ上面視矩形状の凹部である。正極側部材第二端部133には、正極側部材第一端部132と同様に、当該凹部の端縁に沿って、段差部133aが形成されている。
As shown in FIG. 4, the positive electrode side
負極側部材140の負極側部材端部141は、2つの負極側部材第一端部142と、当該2つの負極側部材第一端部142の間に配置された負極側部材第二端部143とを有している。2つの負極側部材第一端部142は、負極側部材端部141のY軸方向両側の端部であり、Y軸方向に延びる端縁を有している。2つの負極側部材第一端部142には、ともに、当該端縁に沿って、上部が突出した(下部が凹んだ)階段状の段差部142aが形成されている。また、負極側部材第二端部143は、負極側部材端部141のY軸方向中央部分がX軸方向プラス側に突出した上面視矩形状の突出部である。負極側部材第二端部143には、負極側部材第一端部142と同様に、当該突出部の端縁に沿って、段差部143aが形成されている。
The negative electrode side
なお、正極側部材端部131と負極側部材端部141とは、対応した形状を有している。つまり、例えば図3の(b)に示すように、正極側部材端部131と負極側部材端部141とは接合されるため、正極側部材第一端部132は負極側部材第一端部142に対応し、正極側部材第二端部133は負極側部材第二端部143に対応した形状を有している。具体的には、正極側部材第二端部133の凹部の内周形状と負極側部材第二端部143の突出部の外周形状とがほぼ同一の形状を有している。また、段差部132a及び133aの段差形状と、段差部142a及び143aの段差形状とは、上下対称の形状(上下反転した形状)を有している(図5の(b)及び(c)参照)。
The positive electrode
[2.2 接合部121の構成の説明]
次に、正極側部材端部131と負極側部材端部141との接合部121の構成について、詳細に説明する。図5は、本実施の形態に係る正極側部材端部131と負極側部材端部141との接合部121の構成を示す斜視図及び断面図である。具体的には、図5の(a)は、図4の正極側部材端部131と負極側部材端部141とが接合された場合の接合部121の構成を示す斜視図である。また、図5の(b)は、図5の(a)の正極側部材第一端部132及び負極側部材第一端部142の位置での接合部121の構成を示す断面図であり、図5の(c)は、図5の(a)の正極側部材第二端部133及び負極側部材第二端部143の位置での接合部121の構成を示す断面図である。
[2.2 Description of the configuration of the joint 121]
Next, the configuration of the joint 121 between the positive electrode
図5の(a)に示すように、正極側部材端部131と負極側部材端部141とが、段差部同士が重ね合わされた状態で配置されて、正極側部材端部131と負極側部材端部141との境界部分が接合され、接合部121が形成される。本実施の形態では、当該境界部分が、レーザ溶接、超音波溶接、抵抗溶接等の溶接によって接合される。つまり、図5の(b)に示すように、正極側部材第一端部132と負極側部材第一端部142とは、段差部132aと段差部142aとが重ね合わされた状態で配置されて、境界部分が溶接され、接合部121aが形成される。また、図5の(c)に示すように、正極側部材第二端部133と負極側部材第二端部143とは、段差部133aと段差部143aとが重ね合わされた状態で配置されて、境界部分が溶接され、接合部121bが形成される。
As shown to (a) of FIG. 5, the positive electrode side
このように、正極側部材端部131と負極側部材端部141とが、段差部同士が重ね合わされた状態で溶接されることで、例えばレーザ溶接において、レーザ光が電極体600まで到達するのを防ぎ、安定した溶接を行うことができる。
Thus, the positive electrode side
ここで、接合部121において、接合部121aは、接合部121bよりも溶接の深さが深い、つまり、溶接される領域が大きくなっている。このため、接合部121aは、接合部121bよりも接合強度(溶接強度)が高くなっている。言い換えると、接合部121bは、接合部121aよりも接合強度(溶接強度)が低くなっている。このような構成により、接合部121は、容器100の内部の圧力が上昇した場合に、容器100の内部の圧力を開放するガス排出弁(安全弁)の機能を有する。つまり、接合部121は、接合強度の低い部分(接合部121b)を有しており、容器100の内部の圧力が所定の開口圧になった場合に当該接合強度の低い部分が破れて開口することで、容器100の内部の圧力が開放される。
Here, in the joining
このように、正極側部材130及び負極側部材140のいずれか一方(本実施の形態では、負極側部材140)は、他方(本実施の形態では、正極側部材130)との接合部121において、当該他方に向けて突出する突出部(負極側部材第二端部143)を有している。また、当該突出部は、当該突出部が設けられている容器100の面(蓋体120の上面)の中央位置に配置されている。そして、当該突出部と当該他方との接合強度(接合部121bの接合強度)は、接合部121の他の部分における接合強度(接合部121aの接合強度)よりも低い。
In this way, one of the positive
以上のような構成において、正極集電体400及び負極集電体500を電極体600に接合した後に、正極側部材端部131と負極側部材端部141との接合が行われる。そして、正極集電体400及び負極集電体500を電極体600に接合し、かつ、正極側部材端部131と負極側部材端部141とを接合した後に、正極集電体400、負極集電体500及び電極体600等を容器本体110に挿入し、容器本体110と蓋体120との接合を行う。
In the above configuration, after the positive electrode
なお、正極側部材端部131と負極側部材端部141との接合のタイミングは、上記には限定されない。例えば、正極側部材端部131と負極側部材端部141との接合を、正極集電体400及び負極集電体500を電極体600に接合する前に行ってもよい。または、正極側部材端部131と負極側部材端部141との接合を、容器本体110と蓋体120との接合と同時に行ってもよいし、容器本体110と蓋体120との接合の後に行ってもよい。
The timing of joining the positive electrode
また、正極側部材130と負極側部材140とが、逆の形状を有していてもよい。つまり、例えば、正極側部材端部131の正極側部材第二端部133が突出部であり、負極側部材端部141の負極側部材第二端部143が凹部であることにしてもよい。また、段差部132a、133aと段差部142a、143aとが、逆の形状(段差の凹み部分が上下逆の形状)を有していてもよい。
The positive
また、段差部132a、133a、142a、143aの厚み(Z軸方向の厚み)等の形状、及び、溶接の深さは、図示したものには限定されず、ガス排出弁として機能する際の開口圧等によって適宜決定されればよい。また、正極側部材端部131と負極側部材端部141との接合は、溶接には限定されず、例えば接着剤による接着やかしめなどの機械的な接合等であってもよいが、容器100内部の密閉性、及び、接合部121にガス排出弁の機能を担わせる等の観点から、溶接であるのが好ましい。
Further, the shape of the stepped
[3 効果の説明]
以上のように、本発明の実施の形態に係る蓄電素子10によれば、容器100の蓋体120は、正極端子200が配置された正極側部材130と、負極端子300が配置され正極側部材130と接合された負極側部材140とを有している。つまり、蓄電素子10は、別体の正極側部材130と負極側部材140とが接合されて構成されている。このように、蓋体120の電極端子が配置される部分を、正極側部材130と負極側部材140とに分けることで、正極側の部位と負極側の部位とを個別に取り扱うことができる。これにより、例えば、蓄電素子10の製造時に、正極側の部位と負極側の部位とを同時に並行して作業することができたり、正極側の部位及び負極側の部位のいずれかに不具合があれば不具合のある方のみを取り替えればよいなど、製造時における効率化を図ることができる。
[3 Description of effects]
As described above, according to the
また、蓄電素子10において、正極側部材130及び負極側部材140のいずれか一方は、他方との接合部121において、当該他方に向けて突出する突出部(負極側部材第二端部143)を有している。これにより、当該突出部が、ガス排出弁の機能を担うことができるため、蓋体120にガス排出弁を別途設ける必要がなく、製造時における効率化を図ることができる。
Moreover, in the
また、正極側部材130及び負極側部材140のいずれか一方の突出部(負極側部材第二端部143)は、容器100の面の中央位置に配置されている。このように、当該突出部を当該中央位置に配置することで、当該突出部をガス排出弁として効果的に機能させることができる。
In addition, the protruding portion (negative electrode side member second end portion 143) of either the positive
また、正極側部材130及び負極側部材140のいずれか一方の突出部(負極側部材第二端部143)と他方との接合強度は、他の部分における接合強度よりも低い。このように、当該突出部での接合強度を低くすることで、当該突出部をガス排出弁として効果的に機能させることができる。
Further, the bonding strength between one projecting portion of the positive
また、蓄電素子10において、正極側部材130に配置された正極集電体400、及び、負極側部材140に配置された負極集電体500の双方が、電極体600に両側方から挿入された状態で配置されている。ここで、従来の蓄電素子では、正極集電体及び負極集電体が蓋体に固定された状態で電極体に両側方から挿入するには、正極集電体及び負極集電体の間隔を広げてから電極体を正極集電体及び負極集電体の間に配置し、正極集電体及び負極集電体の間隔を狭めて電極体に両側方から挿入する必要があった。これに対し、蓄電素子10においては、正極側部材130と負極側部材140とが別体で構成されているため、正極側部材130に配置された正極集電体400と負極側部材140に配置された負極集電体500とも別体で構成されている。このため、正極集電体400及び負極集電体500の双方を電極体600に両側方から挿入して接合する構成の場合、当該双方を電極体600の両側方から近付けることで、電極体600に両側方から容易に挿入することができる。これにより、蓄電素子10の製造時における効率化を図ることができる。
In the
[4 実施の形態の変形例の説明]
以上、本発明の実施の形態に係る蓄電素子10について説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。つまり、今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
[Description of Modification of Embodiment 4]
The
例えば、上記実施の形態では、正極側部材130と負極側部材140との接合部121において、上面視矩形状の突出部(負極側部材第二端部143)を有していることとした。しかし、接合部121における形状は、これには限定されず、種々の形状が考えられる。図6A及び図6Bは、本実施の形態の変形例に係る正極側部材130と負極側部材140との接合部122及び123の形状の一例を示す平面図である。具体的には、これらの図は、接合部122及び123を上方(Z軸方向プラス側)から見た場合の平面図である。
For example, in the above embodiment, the joint 121 between the positive
図6Aに示すように、負極側部材端部145の中央部分が正極側部材端部135に向けて半円形状に突出することで、曲線形状の接合部122が形成されている。また、図6Bに示すように、負極側部材端部146の角部が正極側部材端部136の角部に向けて鋭角に突出することで、傾斜した直線形状の接合部123が形成されている。これらの構成によっても、接合部122または123は、突出部が開口することで、ガス排出弁として機能することができる。このように、正極側部材130と負極側部材140との接合部は、直線、曲線、及び、直線と曲線との双方で形成されるなど、種々の形状が考えられる。なお、接合部122または123において、上記実施の形態と同様に、接合強度が低い部分を形成してもよい。
As shown in FIG. 6A, the central portion of the negative electrode side
また、上記実施の形態では、正極側部材130と負極側部材140との接合部121において、突出部(負極側部材第二端部143)は、容器100の面(蓋体120の上面)の中央位置に配置されていることとした。しかし、当該突出部の配置位置は、当該中央位置には限定されず、当該中央位置から少しずれた位置でもよいし、容器100の面の端部でもよい。
Further, in the above embodiment, in the
また、上記実施の形態では、正極側部材130と負極側部材140との接合部121において、突出部(負極側部材第二端部143)での接合強度は、他の部分での接合強度よりも低いこととした。しかし、当該突出部の接合強度を他の部分の接合強度と同等にしてもよいし、当該突出部の接合強度を他の部分の接合強度よりも高くしてもよい。
Moreover, in the said embodiment, in the
また、上記実施の形態では、正極側部材130と負極側部材140との接合部121に、突出部(負極側部材第二端部143)が形成されていることとしたが、接合部121には当該突出部が形成されていない構成でもよい。
Further, in the above embodiment, the protruding portion (negative electrode side member second end 143) is formed in the
また、上記実施の形態では、正極集電体400及び負極集電体500の双方が、電極体600に両側方から挿入された状態で配置されることとした。しかし、正極集電体400及び負極集電体500の少なくとも一方が、電極体600に側方から挿入された状態で配置されればよく、正極集電体400及び負極集電体500のいずれかが電極体600に挿入されない構成でもよい。または、正極集電体400及び負極集電体500の双方ともに電極体600に挿入されない構成でもよい。
In the above embodiment, both the positive electrode
また、上記実施の形態及びその変形例に含まれる構成要素を任意に組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。 In addition, embodiments constructed by arbitrarily combining the constituent elements included in the above-described embodiment and its modifications are also included in the scope of the present invention.
また、本発明は、蓄電素子10として実現することができるだけでなく、蓄電素子10が備える容器100の蓋体120としても実現することができる。
In addition, the present invention can be realized not only as the
本発明は、リチウムイオン二次電池などの蓄電素子等に適用できる。 The present invention is applicable to power storage elements such as lithium ion secondary batteries.
10 蓄電素子
100 容器
120 蓋体
121、121a、121b、122、123 接合部
130 正極側部材
140 負極側部材
200 正極端子
300 負極端子
400 正極集電体
500 負極集電体
600 電極体
DESCRIPTION OF
Claims (5)
蓋体を有する容器とを備え、
前記蓋体は、
前記正極端子が配置された正極側部材と、
前記負極端子が配置され、前記正極側部材と接合された負極側部材とを有する
蓄電素子。 A positive terminal and a negative terminal;
A container having a lid,
The lid is
A positive electrode side member on which the positive electrode terminal is disposed;
An electricity storage device comprising: a negative electrode side member on which the negative electrode terminal is disposed and joined to the positive electrode side member.
請求項1に記載の蓄電素子。 The power storage element according to claim 1, wherein one of the positive electrode side member and the negative electrode side member has a protruding portion that protrudes toward the other side at a joint portion with the other side.
請求項2に記載の蓄電素子。 The electric storage element according to claim 2, wherein the protrusion is disposed at a central position on a surface of the container on which the protrusion is provided.
請求項2または3に記載の蓄電素子。 The power storage element according to claim 2, wherein a bonding strength between the protruding portion and the other is lower than a bonding strength at another portion of the bonding portion.
前記正極側部材に配置される正極集電体と、
前記負極側部材に配置される負極集電体と、
前記正極集電体及び前記負極集電体に、両側方から挟まれて配置される電極体とを備え、
前記正極集電体及び前記負極集電体の少なくとも一方は、前記電極体に側方から挿入された状態で配置される
請求項1〜4のいずれか1項に記載の蓄電素子。 further,
A positive electrode current collector disposed on the positive electrode side member;
A negative electrode current collector disposed on the negative electrode side member;
The positive electrode current collector and the negative electrode current collector are provided with an electrode body sandwiched from both sides, and
5. The power storage device according to claim 1, wherein at least one of the positive electrode current collector and the negative electrode current collector is disposed in a state of being inserted from the side into the electrode body.
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