JP2019040837A - Sealed battery - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、密閉型電池に関し、特に、密閉型電池内に設けられる集電端子の構成に関する。 The present disclosure relates to a sealed battery, and more particularly, to a configuration of a current collecting terminal provided in the sealed battery.
特開2007−299536号公報(特許文献1)は、密閉型の角形非水電解質二次電池を開示する。この密閉型電池は、シート状の電極板の電極活物質が塗布されていない未塗布部が積層した状態の端縁部を有する電極体と、電極体の端縁部に溶接される集電端子とを備える。集電端子には複数のスリットが形成されており、電極体の端縁部における集電体がこれらのスリットに挿入された状態で、集電体(電極体)と集電端子とが溶接されている(特許文献1参照)。 Japanese Patent Laying-Open No. 2007-299536 (Patent Document 1) discloses a sealed prismatic non-aqueous electrolyte secondary battery. The sealed battery includes an electrode body having an edge portion in a state where uncoated portions to which an electrode active material of a sheet-like electrode plate is not applied are laminated, and a current collecting terminal welded to the edge portion of the electrode body With. The current collector terminal has a plurality of slits, and the current collector (electrode body) and the current collector terminal are welded with the current collector at the edge of the electrode body being inserted into these slits. (See Patent Document 1).
電極体の集電体がスリットに挿入された状態で集電体と集電端子とが溶接(一般的にはレーザ溶接)される場合には、集電体がスリットにしっかりと挟み込まれるように集電端子に外力(挟力)を加えて集電端子を変形させた状態で、集電体と集電端子との溶接が行なわれる。 When the current collector of the electrode body is inserted into the slit and the current collector and the current collector terminal are welded (generally laser welding), the current collector should be firmly sandwiched between the slits. The current collector and the current collector terminal are welded in a state in which the current collector terminal is deformed by applying an external force (clamping force) to the current collector terminal.
しかしながら、集電端子を変形させた場合に、スリットを形成している脚部が捩れることによりスリットに隙間が残ると、溶接の際にその隙間からレーザ光が抜けたり、溶接に伴ない生じた金属片が電極体側に飛散したりして、電極体に影響を与えるおそれがある。 However, when the current collector terminal is deformed, if a gap remains in the slit due to twisting of the leg portion forming the slit, laser light may come off from the gap during welding or may occur with welding. Otherwise, the metal pieces may be scattered on the electrode body side and affect the electrode body.
本開示は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、集電端子を電極体に良好に溶接可能であるとともに、溶接の際の電極体への影響が抑制された密閉型電池を提供することである。 The present disclosure has been made in order to solve such a problem, and an object of the present disclosure is to make it possible to satisfactorily weld the current collecting terminal to the electrode body and to suppress the influence on the electrode body during welding. Type battery.
本開示の密閉型電池は、電極体と、集電端子とを備える。電極体は、積層された複数の極板を含んで構成され、複数の極板の積層方向に沿う側面に集電体が形成されている。集電端子は、集電体に溶接されている。集電端子は、台座部と、複数の脚部と、部材とを含む。複数の脚部は、台座部から互いに間隔をあけて電極体の上記側面に沿って延びている。集電体は、複数の脚部の間に挟み込まれて複数の脚部に溶接されている。そして、上記部材は、複数の脚部のうちの一の脚部に設けられるとともに一の脚部からその外側に隣接する他の脚部に向けて延び、他の脚部の上記一の脚部の方向への移動を許容しつつ、他の脚部の電極体の方向への移動を規制するように構成される。 The sealed battery according to the present disclosure includes an electrode body and a current collecting terminal. The electrode body includes a plurality of stacked electrode plates, and a current collector is formed on a side surface along the stacking direction of the plurality of electrode plates. The current collector terminal is welded to the current collector. The current collecting terminal includes a pedestal, a plurality of legs, and a member. The plurality of leg portions extend along the side surface of the electrode body at intervals from the pedestal portion. The current collector is sandwiched between the plurality of legs and welded to the plurality of legs. The member is provided on one leg portion of the plurality of leg portions and extends from the one leg portion toward another leg portion adjacent to the outside thereof, and the one leg portion of the other leg portion. The movement of the other leg portion in the direction of the electrode body is restricted while allowing the movement in the direction of.
本開示の密閉型電池においては、上記のような部材が集電端子に設けられるので、電極体の集電体を複数の脚部の間に挟み込む際に脚部の捩れが抑制される。これにより、複数の脚部の間に集電体を隙間なくしっかりと挟み込むことができるので、良好な溶接が行なわれるとともに、溶接の際に隙間からレーザ光が抜けたり、溶接に伴ない生じた金属片が電極体側に飛散したりするのを抑制することができる。このように、本開示の密閉型電池によれば、集電端子を電極体に良好に溶接可能であり、かつ、溶接の際の電極体への影響を抑制することができる。 In the sealed battery according to the present disclosure, the members as described above are provided in the current collecting terminal, so that twisting of the leg portion is suppressed when the current collector of the electrode body is sandwiched between the plurality of leg portions. As a result, the current collector can be firmly sandwiched between the plurality of legs without any gaps, so that good welding is performed, and laser light is emitted from the gaps during welding, which is caused by welding. It can suppress that a metal piece scatters to the electrode body side. Thus, according to the sealed battery of the present disclosure, the current collecting terminal can be well welded to the electrode body, and the influence on the electrode body during welding can be suppressed.
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding portions are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.
<密閉型電池の全体構成>
図1は、本開示の実施の形態に従う密閉型電池1の断面図である。図1を参照して、密閉型電池1は、収容ケース2と、電極体3と、電解液6と、正極外部端子9と、負極外部端子10と、正極集電端子11と、負極集電端子12とを備える。電極体3の側面4には、正極集電体7が形成されており、電極体3の側面5には、負極集電体8が形成されている。電極体3、正極集電端子11及び負極集電端子12は、収容ケース2に収容され、収容ケース2内には、電解液6が注入されている。
<Overall configuration of sealed battery>
FIG. 1 is a cross-sectional view of a sealed
収容ケース2は、ケース本体20と、蓋21とを含む。ケース本体20には、上方に向けて開口する開口部が形成されている。蓋21は、ケース本体20の開口部を閉塞するように配置されており、蓋21はケース本体20に溶接されている。蓋21の上面には、正極外部端子9及び負極外部端子10が配置されている。
The
電極体3は、複数の正極シートと、複数のセパレータと、複数の負極シートとを含んで構成される(各々については図示せず)。電極体3は、セパレータを挟んで正極シートと負極シートとが交互に順次積層されることで形成されている。
The
正極集電体7は、各正極シートの端部が積層されることで形成されており、電極体3の正極を構成する。負極集電体8は、各負極シートの端部が積層されることで形成されており、電極体3の負極を構成する。
The positive electrode
正極集電端子11は、台座部22と、脚部23と、プレート部材24とを含む。台座部22は、電極体3の上面(電極体3の−Y方向)に配置されており、蓋21に形成された孔を通じて正極外部端子9と電気的に接続される。脚部23は、台座部22に接続されており、電極体3の側面4に沿ってY方向に延びるように設けられる。そして、脚部23は、正極集電体7に溶接されている。なお、図1では示されていないが、脚部23は、互いに間隔(スリット)をあけて側面4に沿って延びる複数の脚部によって構成されている。
The positive electrode current collecting
プレート部材24は、脚部23の電極体3に対向する面であって、脚部23と正極集電体7との接続部よりも上方(台座部22側)に設けられる。このプレート部材24は、脚部23と正極集電体7とを接続(溶接)するにあたって脚部23のスリットに正極集電体7を挟み込む際に、脚部23を構成する複数の脚部の配列乱れを抑制するための部材である。プレート部材24の配置及び構成については、後ほど詳しく説明する。
The
負極集電端子12は、台座部25と、脚部26と、プレート部材27とを含む。台座部25も、電極体3の上面(電極体3の−Y方向)に配置されており、蓋21に形成された孔を通じて負極外部端子10と電気的に接続される。脚部26は、台座部25に接続されており、電極体3の側面5に沿ってY方向に延びるように設けられる。そして、脚部26は、負極集電体8に溶接されている。なお、図1では示されていないが、脚部26も、互いに間隔(スリット)をあけて側面5に沿って延びる複数の脚部によって構成されている。
The negative electrode current collecting
プレート部材27は、脚部26の電極体3に対向する面であって、脚部26と負極集電体8との接続部よりも上方(台座部25側)に設けられる。このプレート部材27は、脚部26と負極集電体8とを接続(溶接)するにあたって脚部26のスリットに負極集電体8を挟み込む際に、脚部26を構成する複数の脚部の配列乱れを抑制するための部材である。
The
<集電端子の構成>
図2は、電極体3に取付けられた正極集電端子11をX方向に視た場合の平面図である。また、図3は、正極集電端子11を−X方向から(電極体3側から)視た場合の正極集電端子11の平面図であり、図4は、図3中のIV-IVに沿った断面図である。なお、負極集電端子12の構成も、正極集電端子11と同様であり、以下では、正極集電端子11について代表的に説明される。
<Configuration of current collector terminal>
FIG. 2 is a plan view when the positive electrode current collecting
図2から図4を参照して、正極集電端子11の脚部23は、4本の脚部23A〜23Dによって構成される。なお、脚部の本数は、4本に限定されるものではなく、これより多くても少なくてもよい。脚部23A〜23Dの間には、隙間(スリット)が設けられている。正極集電体7は、スリットに合わせて寄り集められ、スリットに挿入されている。そして、スリットの幅を狭めるように脚部23A〜23Dの両側から外力(狭力)を加えながら、スリットに挿入された正極集電体7にレーザ光を照射することによって、溶接部28において脚部23A〜23Dが正極集電体7と溶接される(図2)。
2 to 4, the
プレート部材24は、プレート部材24A,24Bによって構成される。プレート部材24A,24Bは、脚部23の裏面側(電極体3側)において、電極体3の正極集電体7よりも上方(台座部22に近い側)に設けられる。プレート部材24A,24Bは、接合部29によってそれぞれ脚部23B,23Cに接合されている。そして、プレート部材24Aは、脚部23Bからその外側に隣接する脚部23Aに向けて延び、かつ、脚部23Aにかかるように形成されている。プレート部材24Bは、脚部23Cからその外側に隣接する脚部23Dに向けて延び、かつ、脚部23Dにかかるように形成されている。
The
このようなプレート部材24が設けられることにより、脚部23A〜23Dと正極集電体7との溶接に際して脚部23A〜23D間のスリットに正極集電体7を挟み込んで脚部23A〜23Dの両側から外力(狭力)を加えた場合に、脚部23A〜23Dの配列の乱れが抑制される。これにより、脚部23A〜23Dの間に正極集電体7が隙間なくしっかりと挟み込まれるので、溶接部28において良好な溶接が行なわれるとともに、溶接の際に隙間からレーザ光が抜けたり、溶接に伴ない生じた金属片が電極体3側に飛散したりするのを抑制することができる。
By providing such a
図5から図7は、脚部23A〜23Dに外力(挟力)を加えて脚部23A〜23D間のスリットを閉じる際の様子を模式的に示した断面図である。図5は、スリットが閉じられる前の脚部23A〜23Dの配置を示す。図6は、脚部23A〜23Dに挟力を加えることによって、脚部23A,23B間のスリット及び脚部23C,23D間のスリットが閉じた場合の脚部23A〜23Dの配置を示す。図7は、さらに挟力を加えることによって、脚部23B,23C間のスリットも閉じた場合の脚部23A〜23Dの配置を示す。なお、実際には、脚部23A〜23D間には、正極集電体7が挟み込まれているので、図6,7に示されるようにスリットが完全に閉じることはない。
5 to 7 are cross-sectional views schematically showing a state in which an external force (clamping force) is applied to the
図6に示されるように、スリットを閉じるように脚部23A,23DにZ方向の外力(挟力)を加えることによって脚部23A,23DをZ方向に移動(変形)させると、脚部23A,23Dの根元が台座部22(図示せず)に接続されていることにより、脚部23A,23Dには、矢印で示されるようなねじりモーメントが発生する。しかしながら、この実施の形態に従う密閉型電池1では、プレート部材24A,24Bがストッパーとなって脚部23A,23Dの捩れが抑制される。その結果、図7に示されるように、脚部23A,23Dからそれぞれ荷重を受ける脚部23B,23Cの捩れも抑制される。
As shown in FIG. 6, when the
このように、脚部23A(23D)の脚部23B(23C)の方向への移動を許容しつつ、脚部23A(23D)の電極体3の方向への移動を規制するプレート部材24A(24B)が設けられることにより、正極集電体7を寄り集めて脚部23A〜23Dの間のスリットに挟み込む際に、脚部23A〜23Dの捩れが抑制され、脚部23A〜23Dの配列の乱れが抑制される。
In this way, the
<密閉型電池の製造方法>
図8は、密閉型電池1の製造工程を示すフローチャートである。図8を参照して、密閉型電池1の製造工程は、電極体成形工程S1と、集電体予備成形工程S2と、集電端子成形工程S3と、プレート板取付工程S4と、蓋成形工程S5と、蓋・電極体組付工程S6と、集電端子加圧工程S7と、集電端子溶接工程S8と、収容工程S9と、蓋溶接工程S10と、注入工程S11と、封止工程S12とを含む。
<Method for producing sealed battery>
FIG. 8 is a flowchart showing the manufacturing process of the sealed
電極体成形工程S1では、複数の正極シート及び負極シートが作製され、絶縁体のセパレータを挟んで正極シートと負極シートとが交互に順次積層されることで電極体3が形成される。
In the electrode body forming step S1, a plurality of positive electrode sheets and negative electrode sheets are produced, and the
図9は、正極シートの平面図である。図9を参照して、正極シート30は、アルミ合金箔シートの表裏面に塗布される矩形状の活物質合剤層31と、アルミ合金箔シートの一辺に設けられる未塗布部が所定の寸法にカットされた未塗工箔部32とを含む。未塗工箔部32は、正極シート30において活物質合剤層31が形成されていない部分であり、アルミ合金箔シートが活物質合剤層31から露出した部分である。この未塗工箔部32は、正極シート30、負極シート33及びセパレータが積層されて電極体3が形成されたときに正極集電体7となる。
FIG. 9 is a plan view of the positive electrode sheet. Referring to FIG. 9, the
図10は、負極シートの平面図である。図10を参照して、負極シート33は、銅箔シートの表裏面に塗布される矩形状の活物質合剤層34と、銅箔シートの一辺に設けられる未塗布部が所定の寸法にカットされた未塗工箔部35とを含む。未塗工箔部35は、負極シート33において活物質合剤層34が形成されていない部分であり、銅箔シートが活物質合剤層34から露出した部分である。この未塗工箔部35は、正極シート30、負極シート33及びセパレータが積層されて電極体3が形成されたときに負極集電体8となる。
FIG. 10 is a plan view of the negative electrode sheet. Referring to FIG. 10, the
図11は、電極体3の斜視図である。図11を参照して、電極体3は、多孔質絶縁層を含むセパレータ(図示せず)を挟んで、正極シート30(図9)と負極シート33(図10)とを交互に順次積層することによって形成される。このとき、複数の正極シート30は、図示されるように各正極シート30の未塗工箔部32が揃うように積層され、積層された未塗工箔部32によって正極集電体7が構成される。
FIG. 11 is a perspective view of the
なお、図示されていないが、複数の負極シート33は、正極シート30の未塗工箔部32と反対側において各負極シート33の未塗工箔部35が揃うように積層され、積層された未塗工箔部35によって負極集電体8が構成される。
Although not shown in the drawing, the plurality of
再び図8を参照して、集電体予備成形工程S2では、正極集電端子11の脚部23A〜23D間のスリットに正極集電体7を挿入可能なように正極集電体7が成形される。この実施の形態では、図12に示されるように、正極集電端子11のスリット数(3つ)に合わせて、正極集電体7は3つの集合体に成形されている。なお、図示されていないが、負極側においても、負極集電端子12の脚部間のスリットに負極集電体8を挿入可能なように負極集電体8が成形される。
Referring again to FIG. 8, in current collector pre-forming step S <b> 2, positive electrode
図13及び図14は、集電体予備成形工程S2において正極集電体7が成形される様子を模式的に示した図である。図13及び図14を参照して、正極集電体7の成形は、集箔治具50,51を用いて行なわれる。集箔治具50,51は、先端部が凸形状をしており、集箔治具50,51を正極集電体7に向けて移動させた後、集箔治具50,51で正極集電体7を挟み込むことによって、正極集電体7の成形(癖付け)が行なわれる。
FIGS. 13 and 14 are diagrams schematically showing how the positive electrode
再び図8を参照して、集電端子成形工程S3では、正極集電端子11及び負極集電端子12が作製される。
Referring to FIG. 8 again, in current collector terminal forming step S3, positive electrode
図15は、正極集電端子11が整形される前の平面図である。図15を参照して、正極集電端子11は、アルミ製であり、アルミ板を所定の型で打ち抜くことによって、正極集電端子11の原板が成形される。この原板には、台座部22と、台座部22から延びる脚部23A〜23Dとが設けられており、図の点線において90度に折り曲げることによって正極集電端子11が成形される。なお、図示されていないが、負極集電端子12は、銅製であり、銅板を所定の型で打ち抜くことによって負極集電端子12の原板が成形され、正極集電端子11と同様に折り曲げることによって負極集電端子12が成形される。
FIG. 15 is a plan view before the positive electrode
再び図8を参照して、プレート板取付工程S4では、正極集電端子11にプレート部材24が取付けられ、負極集電端子12にプレート部材27が取付けられる。
Referring to FIG. 8 again, in the plate plate attaching step S4, the
図16は、正極集電端子11にプレート部材24が取付けられた様子を示した図である。図16を参照して、台座部22は、複数の脚部23A〜23Dに対して90度に折り曲げられている(この図では、紙面手前側に折り曲げられている。)。そして、台座部22が折り曲げられた側の脚部23A〜23Dの面に、プレート部材24(24A,24B)が取付けられる。
FIG. 16 is a diagram illustrating a state where the
プレート部材24(24A,24B)は、正極集電端子11が電極体3に組付けられた場合に、電極体3の正極集電体7よりも上方(台座部22側)に位置するように正極集電端子11に取付けられる。具体的には、プレート部材24Aは、脚部23Bからその外側に隣接する脚部23Aに向けて延び、かつ脚部23Aにかかるように、接合部29によって脚部23Bに取付けられる。プレート部材24Bは、脚部23Cからその外側に隣接する脚部23Dに向けて延び、かつ脚部23Dにかかるように、接合部29によって脚部23Cに取付けられる。なお、負極集電端子12についても、同様にしてプレート部材27が取付けられる。
The plate member 24 (24A, 24B) is positioned above (on the
再び図8を参照して、蓋成形工程S5では、収容ケース2の蓋21に、正極外部端子9、負極外部端子10、正極集電端子11、及び負極集電端子12が組付けられる。
Referring again to FIG. 8, in lid forming step S <b> 5, positive electrode
図17は、収容ケース2の蓋21に、正極外部端子9及び負極外部端子10、並びに正極集電端子11及び負極集電端子12が組付けられた様子を示した図である。図17を参照して、蓋21の上面の一方端に正極外部端子9が組付けられ、蓋21の上面の他方端に負極外部端子10が組付けられる。
FIG. 17 is a diagram illustrating a state in which the positive electrode
そして、正極外部端子9の下方において、蓋21の下面に正極集電端子11が組付けられ、蓋21に形成される穴を通じて正極外部端子9と正極集電端子11の台座部22とが電気的に接続される。同様に、負極外部端子10の下方において、蓋21の下面に負極集電端子12が組付けられ、蓋21に形成される穴を通じて負極外部端子10と負極集電端子12の台座部25とが電気的に接続される。
Then, below the positive
再び図8を参照して、蓋・電極体組付工程S6では、蓋成形工程S5で組付けられた蓋21、正極外部端子9、負極外部端子10、正極集電端子11、及び負極集電端子12が、電極体3に組付けられる。
Referring to FIG. 8 again, in the lid / electrode assembly assembling step S6, the
図18は、収容ケース2の蓋21並びに正極集電端子11及び負極集電端子12が電極体3に組付けられた様子を示した図である。図19は、正極集電端子11が電極体3に組付けられる様子を示した図である。
FIG. 18 is a diagram illustrating a state in which the
図18及び図19を参照して、蓋21並びに正極集電端子11及び負極集電端子12が電極体3の上方から電極体3に組付けられる。このとき、正極集電端子11の脚部23のスリットに正極集電体7が挿入されるように、正極集電端子11が電極体3に組付けられる。なお、図示していないが、負極側についても、負極集電端子12の脚部26のスリットに負極集電体8が挿入されるように、負極集電端子12が電極体3に組付けられる。
With reference to FIGS. 18 and 19, the
再び図8を参照して、集電端子加圧工程S7では、正極集電端子11の脚部23が両側面から加圧され、脚部23と正極集電体7との隙間が狭められる。同様に、負極集電端子12の脚部26も両側面から加圧され、脚部26と負極集電体8との隙間が狭められる。
Referring to FIG. 8 again, in the current collecting terminal pressurizing step S7, the
集電端子溶接工程S8では、正極集電端子11の脚部23と正極集電体7とが溶接され、負極集電端子12の脚部26と負極集電体8とが溶接される。
In the current collector terminal welding step S8, the
図20は、正極集電端子11の脚部23に正極集電体7が溶接される様子を示す斜視図である。図21から図23は、正極集電端子11の脚部23に正極集電体7が溶接される様子を示す断面図である。
FIG. 20 is a perspective view showing a state in which the positive electrode
図20から図23を参照して、正極集電体7の先端部は、脚部23A〜23D間のスリットから突出している。集電端子加圧工程S7において脚部23A〜23Dを両側面から加圧した状態で、正極集電体7の先端部にレーザ光LBを照射することによって、正極集電体7が脚部23A〜23Dに溶接される。
Referring to FIGS. 20 to 23, the tip of positive electrode
この実施の形態では、脚部23A〜23Dにプレート部材24(24A,24B)が設けられることにより、集電端子加圧工程S7における脚部23A〜23Dへの加圧の際に脚部の捩れが抑制され、脚部23A〜23Dの配列の乱れが抑制されている。これにより、集電端子加圧工程S7において、脚部23A〜23Dの間に正極集電体7を隙間なくしっかりと挟み込むことができており、溶接部28において脚部23A〜23Dを正極集電体7と良好に溶接できている。
In this embodiment, the plate members 24 (24A, 24B) are provided on the
再び図8を参照して、収容工程S9では、電極体3、並びに電極体3に組付けられた蓋21、正極集電端子11及び負極集電端子12が、収容ケース2のケース本体20に収容される。蓋21は、ケース本体20の開口部を閉塞するように配置される。
Referring again to FIG. 8, in the housing step S <b> 9, the
蓋溶接工程S10では、蓋21の外周縁部とケース本体20の開口縁部とが溶接される。注入工程S11では、蓋21の図示しない注入口から収容ケース2内に電解液6が注入される。そして、封止工程S12において、上記の注入口が封止部材で閉塞される。これにより、図1に示した密閉型電池1が完成する。
In the lid welding step S10, the outer peripheral edge portion of the
<比較例の説明>
以下では、正極集電端子11及び負極集電端子12にそれぞれプレート部材24,27が設けられていない比較例について簡単に説明する。
<Description of Comparative Example>
Hereinafter, a comparative example in which the
図24は、比較例における正極集電端子を電極体側から視た場合の正極集電端子の平面図である。図25は、比較例における正極集電端子をY方向に視た場合の平面図である。図24及び図25を参照して、比較例における正極集電端子には、実施の形態におけるプレート部材24が設けられていない。そして、集電端子加圧工程において、正極集電端子の脚部を両側面から加圧すると、外側の脚部23A,23Dが荷重方向に変形する。
FIG. 24 is a plan view of the positive electrode current collector terminal when the positive electrode current collector terminal in the comparative example is viewed from the electrode body side. FIG. 25 is a plan view of the positive electrode current collector terminal in the comparative example when viewed in the Y direction. Referring to FIGS. 24 and 25, the positive electrode current collecting terminal in the comparative example is not provided with the
図26及び図27は、比較例における、集電端子加圧工程時の正極集電端子の脚部を模式的に示した断面図である。図26は、脚部23A〜23Dに挟力を加えることによって、脚部23A,23B間のスリット及び脚部23C,23D間のスリットが閉じた場合の脚部23A〜23Dの配置を示す。図27は、さらに挟力を加えることによって、脚部23B,23C間のスリットも閉じた場合の脚部23A〜23Dの配置を示す。なお、実際には、脚部23A〜23D間には、正極集電体が挟み込まれているので、図26,27に示されるようにスリットが完全に閉じることはない。
26 and 27 are cross-sectional views schematically showing the leg portion of the positive electrode current collector terminal during the current collector terminal pressurizing step in the comparative example. FIG. 26 shows the arrangement of the
図26及び図27とともに図25も参照して、比較例における正極集電端子には、本開示の実施の形態におけるプレート部材24が設けられていないので、集電端子加圧工程において脚部23A〜23DにZ方向の外力(挟力)を加えると、スリットの根元を基点に(図25)脚部23A,23Dが捩れ、脚部23A,23Dのスリット側(脚部23Aの脚部23Bと隣接する側、及び脚部23Dの脚部23Cと隣接する側)がX方向(電極体の方向)に変形する。
Referring to FIG. 25 as well as FIG. 26 and FIG. 27, the positive electrode current collector terminal in the comparative example is not provided with the
そして、脚部23B,23C間のスリットも閉じる程度に脚部23A〜23Dにさらに外力(挟力)が加えられると(図27)、脚部23B,23C間のスリットの根元がY方向に変形し、その結果、脚部23B,23Cが−X方向(脚部23A,23Dと反対方向)に変形する。
Then, when an external force (clamping force) is further applied to the
このように、比較例では、集電端子加圧工程において脚部23A〜23Dを両側面から加圧すると、外側の脚部23A,23Dは捩れ、内側の脚部23B,23Cも変形する。このため、集電端子加圧工程において脚部23A〜23Dの配列が乱れ、脚部23A〜23Dと正極集電体7との間に隙間が残ってしまう。この状態で集電端子溶接工程において脚部23A〜23Dと正極集電体との溶接が行なわれると、隙間からレーザ光が抜けたり、溶接に伴ない生じた金属片が電極体側に飛散したりするおそれがある。
Thus, in the comparative example, when the
図28は、比較例において正極集電端子の脚部23に正極集電体7が溶接される様子を示した断面図である。図28を参照して、脚部23A〜23D間のスリットから突出した正極集電体7の先端部にレーザ光LBを照射することによって、正極集電体7が脚部23A〜23Dに溶接される。
FIG. 28 is a cross-sectional view showing how the positive electrode
比較例では、脚部23A〜23Dの配列に乱れが生じているため、脚部23A〜23Dと正極集電体7との間に隙間が生じているおそれがある。そうすると、その隙間からレーザ光LBが抜けたり、図示されるように、溶接に伴ない生じた金属片が電極体側(集電体側)に飛散したりする可能性がある。
In the comparative example, since the arrangement of the
これに対して、この実施の形態に従う密閉型電池1では、図2から図7に示したように、脚部23A(23D)の脚部23B(23C)の方向への移動を許容しつつ、脚部23A(23D)の電極体3の方向への移動を規制するプレート部材24A(24B)が設けられる。これにより、集電端子加圧工程S7において、脚部23A〜23D間のスリットに正極集電体7を挟み込んだ場合に、図5から図7に示したように、脚部23A〜23Dの配列の乱れが抑制され、脚部23A〜23D間に正極集電体7を隙間なくしっかりと挟み込むことができる。その結果、良好な溶接が行なわれるとともに、溶接の際に隙間からレーザ光LBが抜けたり、溶接に伴ない生じた金属片が電極体3側に飛散したりするのを抑制することができる。
On the other hand, in the sealed
図29は、本開示の実施の形態に従う密閉型電池1と、上記の比較例の密閉型電池とにおいて、集電端子と集電体との溶接の評価結果を示した図である。溶接の評価においては、溶接箇所を分解し、レーザ光抜けによるセパレータの損傷ダメージを確認するとともに、溶融物の飛散の有無を確認した。セパレータの損傷ダメージについては、熱による透明化部がセパレータに生じていないかを拡大鏡で確認した。溶融物の飛散については、集電端子の裏側の飛散物の有無を拡大鏡で確認した。評価については、セパレータの損傷ダメージがなく、かつ、溶融物の飛散もなかったものを良品(評価OK)とした。
FIG. 29 is a diagram illustrating an evaluation result of welding between the current collector terminal and the current collector in the sealed
図29を参照して、比較例の密閉型電池については、10サンプル中のうちの5サンプルにおいて、セパレータの損傷ダメージ及び溶融物の飛散の少なくともいずれかが確認された。集電端子加圧工程において集電端子の脚部の配列乱れが生じたために、隙間からのレーザ光抜けや、溶接に伴ない生じた金属片の飛散が生じたものである。 Referring to FIG. 29, regarding the sealed battery of the comparative example, at least one of damage damage to the separator and scattering of the melt was confirmed in 5 samples out of 10 samples. In the current collecting terminal pressurizing step, the arrangement disorder of the leg portions of the current collecting terminal occurred, so that the laser light was lost from the gap and the metal pieces generated due to welding were scattered.
一方、本開示の実施の形態に従う密閉型電池1については、10サンプル全て良品であった。密閉型電池1では、正極集電端子11及び負極集電端子12にそれぞれプレート部材24,27が設けられているので、集電端子加圧工程において集電端子の脚部の配列乱れが抑制される。その結果、隙間からのレーザ光抜けが抑制され、セパレータの損傷や、溶接に伴なう溶融物の電池内部への飛散が抑制されている。
On the other hand, for sealed
以上のように、本開示の実施の形態によれば、正極集電端子11及び負極集電端子12を電極体3(正極集電体7及び負極集電体8)に良好に溶接可能であり、かつ、溶接の際の電極体3への影響を抑制することができる。
As described above, according to the embodiment of the present disclosure, the positive electrode
[変形例1]
図30は、実施の形態の変形例1における正極集電端子を−X方向から(電極体3側から)視た場合の正極集電端子の平面図であり、図31は、図30中のXXXI-XXXIに沿った断面図である。なお、負極集電端子の構成も、正極集電端子と同様であり、以下では、正極集電端子について代表的に説明される。
[Modification 1]
30 is a plan view of the positive electrode current collector terminal when the positive electrode current collector terminal in
図30及び図31を参照して、この変形例1では、正極集電端子11Aは、図3及び図4に示した上記の実施の形態における正極集電端子11において、プレート部材24(24A,24B)に代えてプレート部材40(40A,40B)を含む。
With reference to FIGS. 30 and 31, in
プレート部材40Aは、脚部23Aにかかる部分において段差部41Aが形成されている点でプレート部材24Aと異なる。段差部41Aは、脚部23Aと隙間を有するように形成されている。プレート部材40Bも、脚部23Dにかかる部分において段差部41Bが形成されている点でプレート部材24Bと異なる。段差部41Bは、脚部23Dと隙間を有するように形成されている。
The
段差部41Aと脚部23Aとの隙間、及び段差部41Bと脚部23Dとの隙間については、たとえば、集電端子加圧工程S7における脚部23A〜23Dへの加圧の際の、脚部23A,23Dの捩れの許容範囲に基づいて決定することができる。
Regarding the gap between the stepped
このような段差部41A,41Bが形成されることにより、集電端子加圧工程S7における脚部23A〜23Dへの加圧の初期段階において、脚部23A(23D)がプレート部材40A(40B)と接触しない。これにより、脚部23A(23D)とプレート部材40A(40B)との間に摩擦が発生せず、脚部23A〜23Dへの負荷及び脚部23A〜23Dの変形が軽減される。
By forming such stepped
[変形例2]
図32は、実施の形態の変形例2における正極集電端子を−X方向から(電極体3側から)視た場合の正極集電端子の平面図であり、図33は、図32中のXXXIII-XXXIIIに沿った断面図である。なお、負極集電端子の構成も、正極集電端子と同様であり、以下では、正極集電端子について代表的に説明される。
[Modification 2]
32 is a plan view of the positive electrode current collector terminal when the positive electrode current collector terminal in
図32及び図33を参照して、この変形例2では、正極集電端子11Bは、図3及び図4に示した上記の実施の形態における正極集電端子11において、プレート部材24A,24Bに代えてそれぞれプレート状部位45A,45Bを含む。
Referring to FIGS. 32 and 33, in
プレート状部位45A,45Bは、図3及び図4に示した正極集電端子11のプレート部材24A,24Bが取付けられている部分において、それぞれ脚部23B,23Cと一体的に形成されている。
The plate-
そして、プレート状部位45Aは、脚部23Bからその外側に隣接する脚部23Aに向けて延び、かつ脚部23Aにかかるように形成されている。プレート状部位45Bは、脚部23Cからその外側に隣接する脚部23Dに向けて延び、かつ脚部23Dにかかるように形成されている。
The plate-
なお、特に図示しないが、上記の変形例1のように、プレート状部位45Aの脚部23Aにかかる部分において、脚部23Aと隙間を有するように段差部を設け、プレート状部位45Bの脚部23Dにかかる部分において、脚部23Dと隙間を有するように段差部を設けてもよい。
Although not particularly illustrated, a step portion is provided in the portion of the plate-
[変形例3]
図34は、実施の形態の変形例3における正極集電端子を−X方向から(電極体3側から)視た場合の正極集電端子の平面図である。図35は、この変形例3において、電極体3に取付けられた正極集電端子をX方向に視た場合の平面図である。
[Modification 3]
FIG. 34 is a plan view of the positive electrode current collector terminal when the positive electrode current collector terminal in
図34及び図35を参照して、上記の実施の形態では、図2及び図3に示したように、プレート部材24A,24Bは、電極体3の正極集電体7よりも上方(台座部22に近い側)に設けられるものとしたが、図示されるように、プレート部材24A,24Bは、電極体3の正極集電体7よりも下方(台座部22から遠い側)に設けられてもよい。
34 and 35, in the above-described embodiment, as shown in FIGS. 2 and 3, the
今回開示された実施の形態は、すべ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、上記した実施の形態の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すべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiment but by the scope of claims, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims.
1 密閉型電池、2 収容ケース、3 電極体、4,5 端面、6 電解液、7 正極集電体、8 負極集電体、9 正極外部端子、10 負極外部端子、11,11A,11B 正極集電端子、12 負極集電端子、20 ケース本体、21 蓋、22,25 台座部、23,23A〜23D,26 脚部、24,24A,24B,27,40A,40B プレート部材、28 溶接部、29 接合部、30 正極シート、31,34 活物質合剤層、32,35 未塗工箔部、33 負極シート、41A,41B 段差部、45A,45B プレート状部位、50,51 集箔治具。
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記集電体に溶接された集電端子とを備え、
前記集電端子は、
台座部と、
前記台座部から互いに間隔をあけて前記側面に沿って延びる複数の脚部とを含み、
前記集電体は、前記複数の脚部の間に挟み込まれて前記複数の脚部に溶接されており、
前記集電端子は、さらに、
前記複数の脚部のうちの一の脚部に設けられるとともに前記一の脚部から前記一の脚部の外側に隣接する他の脚部に向けて延び、前記他の脚部の前記一の脚部の方向への移動を許容しつつ前記他の脚部の前記電極体の方向への移動を規制するように構成された部材を含む、密閉型電池。 An electrode body that includes a plurality of stacked electrode plates, and a current collector is formed on a side surface along the stacking direction of the plurality of electrode plates;
A current collector terminal welded to the current collector,
The current collecting terminal is
A pedestal,
A plurality of legs extending along the side surface at a distance from the pedestal,
The current collector is sandwiched between the plurality of legs and welded to the plurality of legs.
The current collecting terminal further includes:
The one of the plurality of legs is provided on one leg and extends from the one leg toward another leg adjacent to the outside of the one leg. A sealed battery including a member configured to regulate movement of the other leg in the direction of the electrode body while allowing movement in the direction of the leg.
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