JP2019121586A - 蓄電装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】絶縁カバーの装着性を向上できる蓄電装置を提供すること。【解決手段】二次電池10の絶縁カバー35は、第2板部38における端子接合部28bに対向する第1端面38bのうち、積層方向に沿って第2板部38の突出端38aよりもタブ絶縁部36寄りとなる位置に設けられたカバー側抜止部40を有する。端子接合部28bは、第2端面28eのうち、積層方向の一端よりも積層方向の他端寄りとなる位置に設けられた端子側抜止部41を備える。カバー側抜止部40と端子側抜止部41とは凹凸の掛止関係である。【選択図】図2
Description
本発明は、タブ群とケース部材とを絶縁する絶縁カバーを備える蓄電装置に関する。
従来から、EV(Electric Vehicle)やPHV(Plug in Hybrid Vehicle)などの車両には、走行用モータへの供給電力を蓄える蓄電装置としてリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池などが搭載されている。
二次電池は、シート状の正極及び負極の電極が絶縁された状態で積層された電極組立体と、電極組立体を収容するケースとを備える。電極組立体は、電極の一辺の一部から突出したタブを同じ極性同士で寄せ集めたタブ群を有する。ケースは、有底筒状のケース部材と、ケース部材の開口部を閉塞する蓋部材とを有する。二次電池は、電極組立体と電気を授受する電極端子を備えるとともに、電極端子と蓋部材とを絶縁する絶縁部材を備える。なお、電極端子は、蓋部材に固定されている。二次電池は、電極端子と電極組立体のタブ群とを接続する導電部材を備えている。
また、上記のような二次電池の製造方法の一つに、蓋部材に電極端子を固定するとともに、電極端子とタブ群に導電部材を接合し、電極組立体、蓋部材、電極端子、導電部材、及びタブ群を組立部材として一体化した後、組立部材に絶縁カバーを装着する方法がある(例えば特許文献1参照)。
特許文献1において、二次電池が備える絶縁カバーは、蓋部材と導電部材との間を絶縁する第1絶縁部と、電極端子と電極組立体との間を絶縁する第2絶縁部とを備える。また、絶縁カバーは、第2絶縁部に係止爪を備え、この係止爪は導電部材又は絶縁部材に係止している。
上記絶縁カバーは、組立部材の製造後に組立部材に装着される。絶縁カバーを組立部材に装着するには、電極組立体の積層方向一端側から他端側に向けて絶縁カバーを移動させ、第1絶縁部を蓋部材と導電部材との間に差し込むとともに、第2絶縁部を電極端子と電極組立体の端面との間に差し込む。そして、係止爪を、積層方向の他端側まで移動させ、積層方向他端側において導電部材又は絶縁部材の側面に係止させることで、絶縁カバーが積層方向一端側へ移動することを規制し、組立部材から絶縁カバーが抜け出ることが抑制される。
ところで、特許文献1に開示の絶縁カバーにおいては、絶縁カバーを積層方向一端側から他端側へ移動させると、係止爪と、積層方向一端側における絶縁部材の側面とが干渉し、絶縁カバーの装着が行いにくい。そこで、絶縁部材と係止爪との干渉を避けるため、第1絶縁部及び第2絶縁部の先端が下を向くように傾け、係止爪を絶縁部材の下側に位置させることが考えられるが、この場合には、第1絶縁部の先端が導電部材と蓋部材との間の隙間より下方に位置し、第1絶縁部を隙間に差し込みにくくなって絶縁カバーの装着が行いにくい。
本発明の目的は、絶縁カバーの装着性を向上できる蓄電装置を提供することにある。
上記問題点を解決するための蓄電装置は、正極と負極の電極が絶縁された状態で積層され、かつ各極の前記電極から突出したタブが同じ極性同士で積層されたタブ群を有する電極組立体と、前記電極組立体を収容するケース部材、及び前記ケース部材の開口部を閉塞する板状の蓋部材を有するケースと、前記蓋部材に固定され、前記電極組立体と電気を授受する各極の電極端子と、前記蓋部材の内面と、前記タブ群が存在する前記電極組立体のタブ側端面との間に配置され、同じ極性の前記タブ群と接合された電極接合部を備えるとともに、同じ極性の前記電極端子と接合された端子接合部を備える各極性の導電部材と、前記端子接合部と前記蓋部材とを絶縁する絶縁部材と、前記タブ群と前記ケース部材とを絶縁する絶縁カバーと、を備える蓄電装置であって、前記絶縁カバーは、前記電極組立体における前記電極の積層方向の一端側において前記タブ群と前記ケース部材との間に介在する板状のタブ絶縁部と、前記積層方向他端に向けて前記タブ絶縁部から突出し、かつ前記蓋部材と前記電極接合部の間に介在する第1板部と、前記第1板部よりも前記電極組立体寄りに位置し、かつ前記積層方向の他端に向けて前記タブ絶縁部から突出し、前記端子接合部を前記電極組立体側から覆う第2板部と、前記第2板部における前記端子接合部に対向する端面において、前記第2板部の突出端よりも前記積層方向に沿った前記タブ絶縁部寄りとなる位置に設けられたカバー側抜止部と、を有し、前記端子接合部又は前記絶縁部材は、前記電極組立体側の端面において、前記積層方向の一端よりも前記積層方向の他端寄りとなる位置に設けられた端子側抜止部を備え、前記カバー側抜止部と前記端子側抜止部とは凹凸の掛止関係で掛止していることを要旨とする。
これによれば、蓋部材、導電部材、絶縁部材、及び電極端子を一体に組み付けるとともに、電極接合部にタブ群を接合した状態で、絶縁カバーを電極組立体の積層方向一端側から他端側に向けて移動させて、絶縁カバーが装着される。絶縁カバーを移動させた時、まず、電極接合部と蓋部材との間に第1板部が入り込むが、カバー側抜止部は、第2板部の突出端よりもタブ絶縁部寄りにあるため、導電部材又は絶縁部材にカバー側抜止部が干渉しない。よって、絶縁カバーを積層方向一端側から他端側に向けて移動させる時、導電部材又は絶縁部材と、カバー側抜止部との干渉を回避するために絶縁カバーを傾ける必要がなく、絶縁カバーを傾けることで、電極接合部と蓋部材との間に第1板部を差し込むことができなくなることもない。そして、電極接合部と蓋部材との間に第1板部が入り込んだ後、絶縁カバーを積層方向の他端側に向けて移動させると、カバー側抜止部と端子側抜止部とが掛止し、絶縁カバーが積層方向一端側に抜け出ることが規制される。その結果、絶縁カバーを傾けることなく移動させるだけで、絶縁カバーを装着できる。
また、蓄電装置について、前記カバー側抜止部は、前記第2板部から前記第1板部に向けて突出した凸形状であり、前記端子側抜止部は、前記蓋部材に向けて凹む形状であってもよい。
これによれば、端子接合部又は絶縁部材に凸形状を形成する場合よりも、絶縁カバーの第2板部に凸形状を形成する方が、凸形状を形成しやすく、凹凸の掛止関係を有する端子接合部又は絶縁部材と、絶縁カバーとが製造しやすくなる。
また、蓄電装置について、前記カバー側抜止部は、前記積層方向に沿って前記タブ絶縁部に近付くに従い、前記端面から上り傾斜する傾斜面を備えていてもよい。
これによれば、絶縁カバーを電極組立体の積層方向一端側から他端側に向けて移動させたとき、端子接合部又は絶縁部材における積層方向一端側に傾斜面が摺接する。このため、傾斜面により第2板部を徐々に撓み変形させることができ、絶縁カバーを電極組立体の積層方向一端側から他端側に向けて移動させやすい。
これによれば、絶縁カバーを電極組立体の積層方向一端側から他端側に向けて移動させたとき、端子接合部又は絶縁部材における積層方向一端側に傾斜面が摺接する。このため、傾斜面により第2板部を徐々に撓み変形させることができ、絶縁カバーを電極組立体の積層方向一端側から他端側に向けて移動させやすい。
また、蓄電装置について、前記カバー側抜止部及び前記端子側抜止部は、それぞれ前記積層方向の一端側となる位置に互いに掛止する掛止面を備える。
これによれば、電極組立体の積層方向の他端側から一端側に向けて絶縁カバーを移動させる力が作用しても、掛止面同士の掛止によって絶縁カバーが電極組立体の積層方向一端側に向けて移動することを抑止できる。
これによれば、電極組立体の積層方向の他端側から一端側に向けて絶縁カバーを移動させる力が作用しても、掛止面同士の掛止によって絶縁カバーが電極組立体の積層方向一端側に向けて移動することを抑止できる。
また、蓄電装置について、前記端子側抜止部は、前記端子接合部又は前記絶縁部材における前記電極組立体側の端面のうち、前記積層方向に沿った中間位置、又は前記中間位置よりも前記積層方向の一端寄りに位置するように設けられているのが好ましい。
これによれば、絶縁カバーを電極組立体の積層方向一端側から他端側に向けて移動させるとき、端子接合部又は絶縁部材における積層方向一端側にカバー側抜止部が接触してから端子側抜止部に掛止するまでの距離が短くなり、絶縁カバーの装着性が向上する。
また、蓄電装置について、前記積層方向に沿った前記第2板部の寸法は、前記積層方向に沿った前記端子接合部の寸法より短くてもよい。
これによれば、積層方向に沿った第2板部の寸法が短くなるほど、第2板部が第1板部に近付く方向への反りが発生しにくくなる。このため、絶縁カバーを積層方向一端側から他端側に向けて移動させた際、第2板部が端子接合部に干渉しにくくなり、絶縁カバーの装着性を向上できる。
これによれば、積層方向に沿った第2板部の寸法が短くなるほど、第2板部が第1板部に近付く方向への反りが発生しにくくなる。このため、絶縁カバーを積層方向一端側から他端側に向けて移動させた際、第2板部が端子接合部に干渉しにくくなり、絶縁カバーの装着性を向上できる。
本発明によれば、絶縁カバーの装着性を向上できる。
以下、蓄電装置を二次電池に具体化した一実施形態を図1〜図7にしたがって説明する。
図1及び図2に示すように、蓄電装置としての二次電池10はケース11を備え、ケース11には電極組立体12が収容されている。ケース11は、電極組立体12を収容する四角箱状のケース部材14と、このケース部材14の開口部14aを閉塞する矩形平板状の蓋部材15とを有している。なお、本実施形態の二次電池10はリチウムイオン電池である。蓋部材15は、ケース部材14の開口部14aの周縁に支持される矩形平板状の天板15aと、天板15aからケース部材14に向けて突出する矩形状の嵌合部15bとを有する。嵌合部15bは、ケース部材14の開口部14aからケース部材14の内側に嵌合される。そして、天板15aの周縁とケース部材14における開口部14aの周縁とが溶接されてケース部材14と蓋部材15が一体化されている。
図1及び図2に示すように、蓄電装置としての二次電池10はケース11を備え、ケース11には電極組立体12が収容されている。ケース11は、電極組立体12を収容する四角箱状のケース部材14と、このケース部材14の開口部14aを閉塞する矩形平板状の蓋部材15とを有している。なお、本実施形態の二次電池10はリチウムイオン電池である。蓋部材15は、ケース部材14の開口部14aの周縁に支持される矩形平板状の天板15aと、天板15aからケース部材14に向けて突出する矩形状の嵌合部15bとを有する。嵌合部15bは、ケース部材14の開口部14aからケース部材14の内側に嵌合される。そして、天板15aの周縁とケース部材14における開口部14aの周縁とが溶接されてケース部材14と蓋部材15が一体化されている。
電極組立体12は、シート状の複数の正極電極21とシート状の複数の負極電極22とを備え、正極電極21と負極電極22とは異なる極性の電極である。詳細に図示しないが、正極電極21は、正極金属箔(本実施形態ではアルミニウム箔)と、その正極金属箔の両面に存在する正極活物質層とを有する。負極電極22は、負極金属箔(本実施形態では銅箔)と、その負極金属箔の両面に存在する負極活物質層とを有する。そして、電極組立体12は、複数の正極電極21と複数の負極電極22とが、セパレータ23によって互いに絶縁された状態で積層された積層型である。正極電極21と負極電極22が積層された方向を電極組立体12の積層方向とする。
正極電極21は、正極電極21の一辺21aの一部から突出した形状のタブ25を有する。負極電極22は、負極電極22の一辺22aの一部から突出した形状のタブ26を有する。複数の正極のタブ25、及び複数の負極のタブ26は、正極電極21及び負極電極22が積層された状態で、正極のタブ25と負極のタブ26とが重ならない位置にそれぞれ設けられている。
電極組立体12は、タブ側端面12aを備える。タブ側端面12aは、正極電極21の一辺21a、負極電極22の一辺22a、及びセパレータ23の一辺を寄せ集めて形成されている。電極組立体12を構成する各正極電極21は、それぞれのタブ25が積層方向に沿って列状に配置されるように積層される。同様に、電極組立体12を構成する各負極電極22は、それぞれのタブ26が積層方向に沿って列状に配置されるように積層される。
電極組立体12は、正極電極21から突出した正極のタブ25が積層された正極のタブ群27を有し、このタブ群27は、全ての正極のタブ25を電極組立体12における積層方向の一端側に寄せ集め、積層して構成されている。また、電極組立体12は、負極電極22から突出した負極のタブ26が積層されたタブ群27を有し、このタブ群27は、全ての負極のタブ26を積層して構成されている。各極のタブ群27は、積層方向一端側に各タブ25,26の先端が位置するように折り曲げられている。電極組立体12及びタブ群27は、絶縁フィルムFによって覆われている。絶縁フィルムFは、正極及び負極のタブ群27を積層方向両側から覆っている。
図3及び図4に示すように、正極のタブ群27には、電極組立体12と、後述の正極端子構造16とを電気的に接続するための導電部材28が接合されている。また、負極のタブ群27には、電極組立体12と、後述の負極端子構造17とを電気的に接続するための導電部材28が接合されている。導電部材28は、蓋部材15の内面と、電極組立体12のタブ側端面12aとの間に配置されている。
正極及び負極の導電部材28の長手は、蓋部材15の長手方向へ延びる。また、導電部材28は、クランク状であり、各極性の導電部材28の短手は、電極組立体12の積層方向へ延びる。正極及び負極の導電部材28は、同じ極性のタブ群27と接合された電極接合部28aを長手方向一端側に備える。また、正極及び負極の導電部材28は、同じ極性の引出端子29と接続される平板状の端子接合部28bを長手方向他端側に備えるとともに、電極接合部28aと端子接合部28bを繋ぐ連繋部28cを備える。連繋部28cにより、端子接合部28bは、電極接合部28aよりも電極組立体12寄りに位置している。導電部材28の短手方向に沿った電極接合部28a、端子接合部28b及び連繋部28cの寸法はいずれも同じである。そして、導電部材28は、蓋部材15の内面と、各極性のタブ群27が存在する電極組立体12のタブ側端面12aとの間に配置されている。
次に、正極端子構造16及び負極端子構造17を説明する。なお、正極端子構造16と負極端子構造17は基本的に同じ構成であるため、共通の部材については、同じ部材番号を使用して説明する。
正極端子構造16及び負極端子構造17は、それぞれ蓋部材15に固定された電極端子としての引出端子29を備える。引出端子29は、各極性において導電部材28の端子接合部28bと電気的に接続され、電極組立体12と電気を授受する。引出端子29は、蓋部材15より外側に突出している。正極端子構造16及び負極端子構造17は、蓋部材15の外側で引出端子29と電気的に接続された端子接合部材30を備える。正極端子構造16及び負極端子構造17は、蓋部材15の外側で、端子接合部材30と電気的に接続された外部接続端子31を備える。正極端子構造16及び負極端子構造17は、端子接合部材30及び外部接続端子31を蓋部材15から絶縁する外側絶縁部材32を蓋部材15の外面に備える。
図4に示すように、正極端子構造16及び負極端子構造17は、ケース11の内側で引出端子29及び端子接合部28bを蓋部材15から絶縁する絶縁部材としての内側絶縁部材33を備える。内側絶縁部材33は矩形板状である。内側絶縁部材33は、電極組立体12のタブ側端面12aから蓋部材15に向けて凹む収容凹部34を備える。収容凹部34は、内側絶縁部材33の四側面のうち、電極接合部28a寄りの側面にて開口している。そして、収容凹部34に端子接合部28bのほぼ全体が収容され、内側絶縁部材33におけるタブ側端面12a寄りの端面33aと、端子接合部28bにおけるタブ側端面12a寄りの端面とが面一になっている。また、端子接合部28bの一部、連繋部28c及び電極接合部28aが内側絶縁部材33における端子接合部28b寄りの側面から突出している。
次に、ケース11内に設けられた樹脂製の絶縁カバー35について説明する。
図1及び図2に示すように、絶縁カバー35は、正極及び負極の導電部材28に対し、積層方向の一端側から装着されている。絶縁カバー35は、矩形板形状のタブ絶縁部36を備える。タブ絶縁部36は、積層方向一端側に位置する両極のタブ群27の先端側を積層方向の外側から覆い、両極のタブ群27の先端側とケース部材14とを絶縁する。よって、タブ絶縁部36は、積層方向の一端側において、タブ群27とケース部材14との間に介在する。
図1及び図2に示すように、絶縁カバー35は、正極及び負極の導電部材28に対し、積層方向の一端側から装着されている。絶縁カバー35は、矩形板形状のタブ絶縁部36を備える。タブ絶縁部36は、積層方向一端側に位置する両極のタブ群27の先端側を積層方向の外側から覆い、両極のタブ群27の先端側とケース部材14とを絶縁する。よって、タブ絶縁部36は、積層方向の一端側において、タブ群27とケース部材14との間に介在する。
絶縁カバー35は、蓋部材15の長手方向に延びるタブ絶縁部36の一対の長縁部のうち、蓋部材15寄りの長縁部から積層方向他端に向けて突出した第1板部37を備える。第1板部37は、両極の導電部材28の電極接合部28aと蓋部材15との間に介在し、両者を絶縁する。絶縁カバー35の第1板部37は、両極の電極接合部28aに支持されている。
絶縁カバー35は、タブ絶縁部36の一対の長縁部のうち、電極組立体12寄りの長縁部の両端部から積層方向他端に向けて突出した一対の第2板部38を備える。一方の第2板部38は、正極端子構造16における端子接合部28bと、タブ側端面12aとの間に介在し、端子接合部28bの一部を電極組立体12側から覆う。他方の第2板部38は、負極端子構造17における端子接合部28bと、タブ側端面12aとの間に介在し、端子接合部28bの一部を電極組立体12側から覆う。
絶縁カバー35において、タブ絶縁部36からの第1板部37の突出方向へ寸法と、タブ絶縁部36からの第2板部38の突出方向への寸法とを比べると、第1板部37の突出方向への寸法は、第2板部38の突出方向への寸法より短い。そして、絶縁カバー35において、タブ絶縁部36の短手方向を高さ方向とすると、絶縁カバー35を長手方向に見た側面視では、第1板部37の突出端の位置と第2板部38の突出端の位置は高さ方向に揃っていない。
各第2板部38は、端子接合部28b及び内側絶縁部材33に対向する平坦面に第1端面38bを有し、第1端面38bに平行な平坦面に第2端面38cを備える。絶縁カバー35は、各第2板部38の第1端面38bのうち、積層方向に沿った突出端38aよりもタブ絶縁部36寄りとなる位置にカバー側抜止部40を備える。カバー側抜止部40は、各第2板部38の第1端面38bから第1板部37に向けて突出した凸形状である。
カバー側抜止部40は、第2板部38の第1端面38bのうち、積層方向に沿った中間位置よりも一端寄り(タブ絶縁部36寄り)となる位置に配設されている。また、各カバー側抜止部40は、各第2板部38の第1端面38bのうち、絶縁カバー35の長手方向に沿った第1板部37寄りの位置に配設されている。
図5に示すように、各カバー側抜止部40は、積層方向に沿って他端(突出端38a)から一端(タブ絶縁部36)に向かうに従い第1端面38bから上り傾斜するガイド面40aを備える。また、各カバー側抜止部40は、その頂端40bと、第2板部38の第1端面38bとを繋ぐ掛止面40cを備える。よって、各カバー側抜止部40は、積層方向一端側となる部位が掛止面40cであり、掛止面40cよりも積層方向他端側となる部位がガイド面40aとなる。
ここで、第2板部38の第1端面38bに沿って積層方向に延びる第1仮想面H1を設定し、掛止面40cに沿って延びる第2仮想面H2を設定する。掛止面40cと第1端面38bとの間に形成される角度であり、第1仮想面H1と第2仮想面H2との間に形成される角度をθ1とする。掛止面40cは、角度θ1が鋭角となるように形成されている。したがって、カバー側抜止部40は、積層方向に沿って他端(突出端38a)から一端(タブ絶縁部36)に向かうに従い、第1板部37に向けて徐々に突出する形状である。
カバー側抜止部40において、第1端面38bから頂端40bまでの寸法を高さhとする。また、第2板部38において、第1端面38bと第2端面38cとを最短距離で結ぶ直線の寸法を厚みDとする。カバー側抜止部40の高さhの値は、第2板部38の厚みDの値より小さい。
上記構成を有する絶縁カバー35は、電極組立体12の積層方向一端から他端に向けて移動させて第1板部37を電極接合部28aに支持させて装着される。絶縁カバー35の一対のカバー側抜止部40のうち、一方のカバー側抜止部40は、正極の導電部材28の端子接合部28bに形成された端子側抜止部41に掛止し、他方のカバー側抜止部40は、負極の導電部材28の端子接合部28bに形成された端子側抜止部41に掛止している。
図2及び図4に示すように、正極及び負極の導電部材28は、端子接合部28bに端子側抜止部41を備える。ここで、端子接合部28bにおいて、蓋部材15側の面を第1端面28dとし、第1端面28dと平行で、かつ電極組立体12側の面を第2端面28eとすると、端子側抜止部41は、端子接合部28bの第2端面28eを蓋部材15に向けて凹ませて形成されている。端子側抜止部41は、端子接合部28bの厚み内に設けられている。
図5に示すように、端子接合部28bの第1端面28dと第2端面28eとを最短距離で結ぶ直線の延びる方向を厚み方向とし、厚み方向に沿った端子接合部28bの断面視では、端子側抜止部41は三角形状に凹む。端子側抜止部41は、端子接合部28bの第2端面28eのうち、積層方向の一端よりも他端寄りに設けられ、具体的には積層方向に沿った端子接合部28b(導電部材28)の中間位置よりも積層方向一端側に設けられている。
また、端子側抜止部41は、その内側面のうち、積層方向他端側に位置する内側面にガイド面41aを備える。端子側抜止部41は、その内側面のうち、積層方向一端側に位置する内側面に掛止面41cを備える。掛止面41cは、ガイド面41aの頂端41bに繋がり、かつ第2端面28eに交差する。ここで、端子接合部28bの第2端面28eに沿って積層方向に延びる第3仮想面H3を設定し、掛止面41cに沿って延びる第4仮想面H4を設定する。
掛止面41cと第2端面28eとの間に形成される角度であり、第3仮想面H3と第4仮想面H4との間に形成される角度をθ2とすると、角度θ2は、カバー側抜止部40における掛止面40cの角度θ1と略同じである。そして、掛止面41cは、角度θ2が鋭角となるように形成されている。
第1板部37の突出端を電極接合部28aに載せ、そのまま積層方向他端に向けて絶縁カバー35を移動させると、カバー側抜止部40のガイド面40aが端子接合部28bの一端縁に摺接する。その後、カバー側抜止部40が端子側抜止部41に入り込むと、カバー側抜止部40の掛止面40cと、端子側抜止部41の掛止面41cとが接触し、掛止箇所が形成される。その結果、カバー側抜止部40と端子側抜止部41によって凹凸の掛止関係が形成され、絶縁カバー35の積層方向一端に向けた移動が規制されるようになっている。
次に、二次電池10の製造方法を作用とともに記載する。
まず、蓋部材15に、引出端子29、端子接合部材30、外部接続端子31、外側絶縁部材32、及び内側絶縁部材33が組付けられ、蓋端子組立体20が製造される。この蓋端子組立体20において、蓋部材15と、正極及び負極の電極接合部28aとの間に隙間が存在している。そして、正極の導電部材28の電極接合部28aに対し、電極組立体12の正極のタブ群27が溶接によって接合され、負極の導電部材28の電極接合部28aに対し、負極のタブ群27が溶接によって接合される。
まず、蓋部材15に、引出端子29、端子接合部材30、外部接続端子31、外側絶縁部材32、及び内側絶縁部材33が組付けられ、蓋端子組立体20が製造される。この蓋端子組立体20において、蓋部材15と、正極及び負極の電極接合部28aとの間に隙間が存在している。そして、正極の導電部材28の電極接合部28aに対し、電極組立体12の正極のタブ群27が溶接によって接合され、負極の導電部材28の電極接合部28aに対し、負極のタブ群27が溶接によって接合される。
図6に示すように、電極組立体12の積層方向一端側から他端側に向けて絶縁カバー35を積層方向と平行に移動させる。蓋部材15と電極接合部28aとの間に第1板部37を差し込む。第1板部37の突出端を電極接合部28aに載せた状態では、カバー側抜止部40は、積層方向の一端側に位置した電極接合部28aの端縁に接触せず、電極接合部28aから離れている。このため、蓋部材15と電極接合部28aとの間に第1板部37を差し込んだ時点で、カバー側抜止部40が端子接合部28bに接触しない。
その後、蓋部材15と電極接合部28aとの間に第1板部37がさらに差し込まれると、カバー側抜止部40のガイド面40aが端子接合部28bの端縁に摺接しながら絶縁カバー35が積層方向他端側に移動する。
その後、図7に示すように、カバー側抜止部40の頂端40bが、端子接合部28bの第2端面28eに摺接する。このとき、各第2板部38が電極組立体12に向けて撓むように弾性変形する。そして、絶縁カバー35が積層方向他端側に移動し、カバー側抜止部40が端子側抜止部41に向けて移動していき、カバー側抜止部40が端子側抜止部41に到達すると、弾性変形していた第2板部38が原形状に復帰する。
すると、図2に示すように、カバー側抜止部40が端子側抜止部41に入り込む。カバー側抜止部40が端子側抜止部41に入り込んだ状態では、第1板部37が電極接合部28aに支持された状態となる。そして、カバー側抜止部40の掛止面40cが、端子側抜止部41の掛止面41cに掛止し、凹凸の掛止箇所が形成される。
すると、掛止面40c,41c同士の掛止により、絶縁カバー35が積層方向一端側に移動することが規制され、蓋端子組立体20から絶縁カバー35が抜け出ることが規制される。そして、電極組立体12をケース部材14の開口部14aからケース部材14内に挿入する。電極組立体12がケース部材14内に挿入された後、蓋部材15をケース部材14の開口端に接合すると、二次電池10が組み立てられる。
上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
(1)絶縁カバー35のカバー側抜止部40を、第2板部38の突出端38aよりもタブ絶縁部36寄りに設けた。このため、電極接合部28aに第1板部37の突出端が支持された時点では、カバー側抜止部40は、当該カバー側抜止部40が掛止することとなる端子接合部28bに干渉しない。よって、絶縁カバー35を装着する時、端子接合部28bと、カバー側抜止部40との干渉を回避するために絶縁カバー35を傾ける必要がなく、絶縁カバー35を傾けることで、電極接合部28aと蓋部材15との間に第1板部37を差し込むことができなくなることもないため、絶縁カバー35の装着性が向上する。
(1)絶縁カバー35のカバー側抜止部40を、第2板部38の突出端38aよりもタブ絶縁部36寄りに設けた。このため、電極接合部28aに第1板部37の突出端が支持された時点では、カバー側抜止部40は、当該カバー側抜止部40が掛止することとなる端子接合部28bに干渉しない。よって、絶縁カバー35を装着する時、端子接合部28bと、カバー側抜止部40との干渉を回避するために絶縁カバー35を傾ける必要がなく、絶縁カバー35を傾けることで、電極接合部28aと蓋部材15との間に第1板部37を差し込むことができなくなることもないため、絶縁カバー35の装着性が向上する。
(2)絶縁カバー35の装着が完了した時点でカバー側抜止部40が掛止する位置に端子側抜止部41を設けた。このため、カバー側抜止部40と端子側抜止部41とが掛止し、絶縁カバー35が積層方向一端側に抜け出ることが規制される。その結果、絶縁カバー35を傾けることなく移動させるだけで、絶縁カバー35を装着できる。
(3)カバー側抜止部40は、そのカバー側抜止部40にガイド面40aを備える。ガイド面40aは、第1板部37を差し込む方向の先に向かうに従いカバー側抜止部40の頂端40bから下り傾斜する形状である。そして、絶縁カバー35を移動させたとき、端子接合部28bにおける積層方向一端側の端縁にガイド面40aが摺接する。このため、ガイド面40aにより第2板部38を徐々に撓み変形させることができ、絶縁カバー35を移動させやすい。また、端子接合部28bにおける積層方向一端側の端縁にガイド面40aが摺接するため、カバー側抜止部40が端子接合部28bの端縁に引っ掛かって、絶縁カバー35の移動が妨げられることを抑止できる。
(4)カバー側抜止部40及び端子側抜止部41は、それぞれ積層方向の一端側寄りの部位に互いに掛止する掛止面40c,41cを備える。そして、各掛止面40c,41cは、カバー側抜止部40及び端子側抜止部41において、積層方向一端側に位置する。このため、電極組立体12の積層方向の一端側から他端側に向けて絶縁カバー35を移動させる力が作用しても、掛止面40c,41c同士の掛止によって絶縁カバー35が電極組立体12の積層方向一端側に向けて移動することを抑止できる。
(5)カバー側抜止部40は第2板部38から第1板部37に向けて突出した凸形状であり、端子側抜止部41は端子接合部28bから蓋部材15に向けて凹む形状である。例えば、端子接合部28bに凸形状を形成する場合よりも、絶縁カバー35の第2板部38に凸形状を形成する方が、凸形状を形成しやすく、凹凸の掛止関係を有する導電部材28及び絶縁カバー35が製造しやすくなる。
(6)端子側抜止部41は、端子接合部28bの第2端面28eのうち、積層方向に沿った中間位置よりも積層方向一端寄りに位置するように設けられている。このため、絶縁カバー35を電極組立体12の積層方向一端側から他端側に向けて移動させるとき、端子接合部28bにおける積層方向一端側にカバー側抜止部40が接触してから端子側抜止部41に掛止するまでの距離が短くなり、絶縁カバー35の装着性が向上する。
(7)タブ絶縁部36からの第1板部37の突出方向へ寸法は、タブ絶縁部36からの第2板部38の突出方向への寸法より短い。このような絶縁カバー35において、第2板部38の突出端38aにカバー側抜止部40が形成されていると、絶縁カバー35を電極接合部28aに載せた時点では、カバー側抜止部40が端子接合部28bに確実に干渉する。しかし、カバー側抜止部40の位置を変更することにより、第2板部38と端子接合部28bが干渉することを回避できる。
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 図8又は図9に示すように、絶縁カバー35のカバー側抜止部40は、第2板部38の第1端面38bから凹む形状であり、端子側抜止部41は、端子接合部28bの第2端面28eから突出する凸形状であってもよい。
○ 図8又は図9に示すように、絶縁カバー35のカバー側抜止部40は、第2板部38の第1端面38bから凹む形状であり、端子側抜止部41は、端子接合部28bの第2端面28eから突出する凸形状であってもよい。
この場合、カバー側抜止部40のガイド面40aは、カバー側抜止部40における積層方向一端側に位置し、掛止面40cは、ガイド面40aよりも積層方向他端側に位置する。そして、ガイド面40aは、積層方向に沿って突出端38aに近付くに従い、第1端面38bから下り傾斜する。
端子側抜止部41のガイド面41aは、端子側抜止部41における積層方向一端側に位置し、掛止面41cはガイド面41aよりも積層方向他端側に位置する。そして、ガイド面41aは、端子接合部28bにおける積層方向の他端側の端縁に近付くに従い、第2端面28eから下り傾斜する。
○ 図10及び図11に示すように、各第2板部38において、積層方向に沿った寸法を実施形態より短くしてもよい。この場合、積層方向に沿った第2板部38の寸法は、同じく積層方向に沿った端子接合部28bの寸法より短くする。そして、カバー側抜止部40は、第2板部38の突出端38aよりも僅かにタブ絶縁部36寄りの位置に設けられている。
また、この形態において、絶縁カバー35は、各第2板部38よりも長手方向中央寄りに板状のタブ被覆部39を備えていてもよい。タブ被覆部39は、積層方向他端に向けてタブ絶縁部36から突出する。そして、タブ被覆部39は、タブ群27を電極組立体12側から覆う。この場合、カバー側抜止部40は、絶縁カバー35の長手方向に沿った第2板部38とタブ被覆部39との間に位置している。なお、タブ被覆部39は無くてもよい。
このように構成した場合、積層方向に沿った第2板部38の寸法が短くなるほど、各第2板部38について、突出端38aが第1板部37に近付く方向への反りが発生しにくくなる。このため、絶縁カバー35を積層方向一端側から他端側に移動させた際、第2板部38の突出端38aが端子接合部28b又は内側絶縁部材33に干渉しにくくなり、絶縁カバー35の装着性を向上できる。なお、積層方向に沿った第2板部38の寸法は、同じく積層方向に沿った端子接合部28bの寸法より短ければ、適宜変更してもよい。
○ 端子側抜止部41は、端子接合部28bの第2端面28eのうち、積層方向に沿った中間位置に位置するように設けられていてもよいし、積層方向に沿った中間位置よりも他端寄りに位置するように設けられていてもよい。
○ カバー側抜止部40の掛止面40c及び端子側抜止部41の掛止面41cの角度θ1,θ2は、90度であってもよいし、端子側抜止部41とカバー側抜止部40との掛止状態を維持できれば、鈍角であってもよい。
○ カバー側抜止部40において、積層方向他端側に位置するガイド面40aは傾斜面でなく、円弧面でもよいし、端子側抜止部41において、積層方向他端側に位置するガイド面41aは傾斜面でなく、円弧状でもよいし、角張った形状であってもよい。
○ カバー側抜止部40の形状は変更せず、端子側抜止部41の形状のみを変更してもよい。実施形態では、端子側抜止部41は、端子接合部28bの厚み方向に沿った断面視が三角形状であったが、カバー側抜止部40が入り込んで掛止ができれば、断面四角形状や断面半円状等に適宜変更してもよい。
○ 内側絶縁部材33の端面33aに端子側抜止部41を形成し、端子側抜止部41に合わせてカバー側抜止部40を位置を変更して、内側絶縁部材33に掛止させてもよい。
○ カバー側抜止部40は、各第2板部38の第1端面38bのうち絶縁カバー35の長手方向に沿った第1板部37寄りの位置以外に配置されていてもよく、例えば、カバー側抜止部40は、各第2板部38の第1端面38bのうち、絶縁カバー35の長手方向の両端となる位置や、各第2板部38の中央に配置されていてもよい。そして、カバー側抜止部40の位置に応じて、そのカバー側抜止部40に掛止できるように、端子接合部28bに形成される端子側抜止部41の位置も変更される。
○ カバー側抜止部40は、各第2板部38の第1端面38bのうち絶縁カバー35の長手方向に沿った第1板部37寄りの位置以外に配置されていてもよく、例えば、カバー側抜止部40は、各第2板部38の第1端面38bのうち、絶縁カバー35の長手方向の両端となる位置や、各第2板部38の中央に配置されていてもよい。そして、カバー側抜止部40の位置に応じて、そのカバー側抜止部40に掛止できるように、端子接合部28bに形成される端子側抜止部41の位置も変更される。
○ 正極電極21及び負極電極22は、金属箔の片面に活物質層が存在する構造でもよい。
○ 蓄電装置は、例えばキャパシタなど、二次電池以外の蓄電装置にも適用可能である。
○ 蓄電装置は、例えばキャパシタなど、二次電池以外の蓄電装置にも適用可能である。
○ 二次電池10は、リチウムイオン二次電池以外の他の二次電池であってもよい。要は、正極用の活物質と負極用の活物質との間をイオンが移動するとともに電荷の享受を行うものであればよい。
○ 二次電池10は、電極組立体12の積層方向一端側に配置される絶縁カバー35だけでなく、電極組立体12の積層方向他端側に配置される絶縁カバーを備えていてもよい。
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について以下に追記する。
(1)前記カバー側抜止部は、前記第2板部から前記第1板部に向けて凹む形状であり、前記端子側抜止部は、前記電極組立体に向けて突出する凸形状である蓄電装置。
(1)前記カバー側抜止部は、前記第2板部から前記第1板部に向けて凹む形状であり、前記端子側抜止部は、前記電極組立体に向けて突出する凸形状である蓄電装置。
(2)前記カバー側抜止部は、積層方向に沿って前記第2板部の前記突出端に近付くに従い、前記端面から下り傾斜する傾斜面を備える蓄電装置。
10…蓄電装置としての二次電池、11…ケース、12…電極組立体、12a…タブ側端面、14…ケース部材、14a…開口部、15…蓋部材、21…正極電極、22…負極電極、25,26…タブ、27…タブ群、28…導電部材、28a…電極接合部、28b…端子接合部、29…電極端子としての引出端子、33…絶縁部材としての内側絶縁部材、35…絶縁カバー、36…タブ絶縁部、37…第1板部、38…第2板部、38a…突出端、40…カバー側抜止部、40a…傾斜面としてのガイド面、40c…掛止面、41…端子側抜止部、41a…傾斜面としてのガイド面、41c…掛止面。
Claims (6)
- 正極と負極の電極が絶縁された状態で積層され、かつ各極の前記電極から突出したタブが同じ極性同士で積層されたタブ群を有する電極組立体と、
前記電極組立体を収容するケース部材、及び前記ケース部材の開口部を閉塞する板状の蓋部材を有するケースと、
前記蓋部材に固定され、前記電極組立体と電気を授受する各極の電極端子と、
前記蓋部材の内面と、前記タブ群が存在する前記電極組立体のタブ側端面との間に配置され、同じ極性の前記タブ群と接合された電極接合部を備えるとともに、同じ極性の前記電極端子と接合された端子接合部を備える各極性の導電部材と、
前記端子接合部と前記蓋部材とを絶縁する絶縁部材と、
前記タブ群と前記ケース部材とを絶縁する絶縁カバーと、
を備える蓄電装置であって、
前記絶縁カバーは、前記電極組立体における前記電極の積層方向の一端側において前記タブ群と前記ケース部材との間に介在する板状のタブ絶縁部と、
前記積層方向他端に向けて前記タブ絶縁部から突出し、かつ前記蓋部材と前記電極接合部の間に介在する第1板部と、
前記第1板部よりも前記電極組立体寄りに位置し、かつ前記積層方向の他端に向けて前記タブ絶縁部から突出し、前記端子接合部を前記電極組立体側から覆う第2板部と、
前記第2板部における前記端子接合部に対向する端面において、前記第2板部の突出端よりも前記積層方向に沿った前記タブ絶縁部寄りとなる位置に設けられたカバー側抜止部と、を有し、
前記端子接合部又は前記絶縁部材は、前記電極組立体側の端面において、前記積層方向の一端よりも前記積層方向の他端寄りとなる位置に設けられた端子側抜止部を備え、
前記カバー側抜止部と前記端子側抜止部とは凹凸の掛止関係で掛止していることを特徴とする蓄電装置。 - 前記カバー側抜止部は、前記第2板部から前記第1板部に向けて突出した凸形状であり、前記端子側抜止部は、前記蓋部材に向けて凹む形状である請求項1に記載の蓄電装置。
- 前記カバー側抜止部は、前記積層方向に沿って前記タブ絶縁部に近付くに従い、前記端面から上り傾斜する傾斜面を備える請求項2に記載の蓄電装置。
- 前記カバー側抜止部及び前記端子側抜止部は、それぞれ前記積層方向の一端側となる位置に互いに掛止する掛止面を備える請求項2又は請求項3に記載の蓄電装置。
- 前記端子側抜止部は、前記端子接合部又は前記絶縁部材における前記電極組立体側の端面のうち、前記積層方向に沿った中間位置、又は前記中間位置よりも前記積層方向の一端寄りに位置するように設けられている請求項1〜請求項4のうちいずれか一項に記載の蓄電装置。
- 前記積層方向に沿った前記第2板部の寸法は、前記積層方向に沿った前記端子接合部の寸法より短い請求項1〜請求項5のうちいずれか一項に記載の蓄電装置。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2024036612A1 (zh) * | 2022-08-19 | 2024-02-22 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 电池单体、电池和用电设备 |
-
2018
- 2018-05-23 JP JP2018098728A patent/JP2019121586A/ja active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2024036612A1 (zh) * | 2022-08-19 | 2024-02-22 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 电池单体、电池和用电设备 |
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