JP2019175583A - Power storage element - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、極板及びセパレータが積層された電極体を備える蓄電素子に関する。 The present invention relates to an electricity storage device including an electrode body in which an electrode plate and a separator are laminated.
従来、正極板及び負極板がセパレータを挟んで積層されることで形成された電極体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、積層型の電極組立体を備えた二次電池の構造が開示されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, an energy storage device including an electrode body formed by laminating a positive electrode plate and a negative electrode plate with a separator interposed therebetween is widely known. For example, Patent Document 1 discloses a structure of a secondary battery including a stacked electrode assembly.
ところで、積層型の電極体においては、正極板と負極板とが正確に位置合わせされていることが、高品質化に繋がる。 By the way, in the laminated electrode body, the positive plate and the negative plate are accurately aligned, which leads to high quality.
このため、本発明は、正極板と負極板との位置合わせの正確性を高めることなどで、品質の高い蓄電素子を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a high-quality power storage element by increasing the accuracy of alignment between the positive electrode plate and the negative electrode plate.
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、電極体を備える蓄電素子であって、電極体は、正極板と、負極板と、正極板を収容するセパレータとを備え、負極板は、蛇腹状に折られて積層されており、セパレータは、正極板を挟んで収容し、負極板における積層部分に介在される一対の多角形状のシート体を有し、一対のシート体は、負極板における折り目部分に当接する辺が閉ざされて、折り目部分とは反対側の辺が開放されている。 In order to achieve the above object, a power storage element according to one embodiment of the present invention is a power storage element including an electrode body, and the electrode body includes a positive electrode plate, a negative electrode plate, and a separator that accommodates the positive electrode plate. The negative electrode plate is folded and laminated in a bellows shape, and the separator has a pair of polygonal sheet bodies that are accommodated with the positive electrode plate interposed therebetween and interposed in the laminated portion of the negative electrode plate, and a pair of sheets The side of the body that is in contact with the fold portion of the negative electrode plate is closed, and the side opposite to the fold portion is open.
これによれば、一対のシート体の一辺が閉ざされているので、その閉ざされた部分に正極板を当接させることで、当該正極板の位置を合わせることができる。これにより、セパレータと正極板との位置合わせの正確性を高めることができる。そして、一対のシート体における閉ざされた一辺が、負極板における折り目部分に当接しているので、セパレータと負極板とを位置合わせすることが可能である。このように、セパレータと負極板とを位置合わせできれば、間接的な正極板と負極板との位置合わせも、より正確に行うことが可能となる。そして、位置合わせの正確性を高めることができれば、正極板と負極板とが接触しにくくなり、当該接触を起因とした短絡を抑制することができる。 According to this, since one side of the pair of sheet bodies is closed, the position of the positive electrode plate can be adjusted by bringing the positive electrode plate into contact with the closed portion. Thereby, the accuracy of alignment between the separator and the positive electrode plate can be improved. And since the closed one side in a pair of sheet | seat body is contact | abutting to the crease | fold part in a negative electrode plate, it is possible to align a separator and a negative electrode plate. Thus, if the separator and the negative electrode plate can be aligned, indirect alignment between the positive electrode plate and the negative electrode plate can be performed more accurately. And if the accuracy of alignment can be improved, it will become difficult to contact a positive electrode plate and a negative electrode plate, and the short circuit resulting from the said contact can be suppressed.
また、製造時において、電解液が容器に注入されて溜まっていく際には、電極体の側方から正極板及び負極板に電解液が浸透していくこととなる。一対のシート体に閉ざされた辺が多いと、正極板に対する電解液の浸透が阻害される。電解液が正極板に対して不均一に浸透した場合、電極体の出力低下を招く。しかしながら、上述した蓄電素子であると、一対のシート体の一辺は閉ざされているが、その反対側の辺は開放されているので、当該開放された辺から電解液が進入して正極板に浸透する。つまり、正極板が一対のシート体に収容されていたとしても、開放された一辺から電解液を正極板に浸透させることができ、電解液を正極板に対して均等に浸透させやすくなる。 Further, at the time of manufacturing, when the electrolytic solution is injected and accumulated in the container, the electrolytic solution penetrates into the positive electrode plate and the negative electrode plate from the side of the electrode body. When there are many sides closed by the pair of sheet bodies, the penetration of the electrolytic solution into the positive electrode plate is hindered. When the electrolyte solution penetrates unevenly into the positive electrode plate, the output of the electrode body is reduced. However, in the electricity storage element described above, one side of the pair of sheet bodies is closed, but the opposite side is open, so the electrolyte enters the positive electrode plate from the opened side. To penetrate. That is, even if the positive electrode plate is accommodated in the pair of sheet bodies, the electrolytic solution can be infiltrated into the positive electrode plate from the opened one side, and the electrolytic solution is easily infiltrated into the positive electrode plate.
これらのことから、品質の高い蓄電素子を提供することが可能となる。 Therefore, it is possible to provide a high-quality power storage element.
また、一対のシート体は、連続した二辺以上が開放されている。 The pair of sheet bodies are open at two or more continuous sides.
これによれば、一対のシート体における連続した二辺以上が開放されているので、正極板を一対のシート体の間に挿入する際には、一対のシート体を大きく開くことができる。これにより、一対のシート体の間に正極板を容易に挿入できるとともに、閉ざされた部分に正極板を容易に当接することができる。これにより、正極板とセパレータとの位置決め時の作業性を高めることができ、当該位置決めの正確性を高めることができる。 According to this, since two or more continuous sides in the pair of sheet bodies are opened, when the positive electrode plate is inserted between the pair of sheet bodies, the pair of sheet bodies can be greatly opened. Thereby, while being able to insert a positive electrode plate easily between a pair of sheet | seat bodies, a positive electrode plate can be easily contact | abutted to the closed part. Thereby, the workability | operativity at the time of positioning with a positive electrode plate and a separator can be improved, and the accuracy of the said positioning can be improved.
また、一対のシート体における連続した二辺以上が開放されていれば、正極板に対して電解液をより均等に浸透させやすくなる。 Moreover, if two or more continuous sides in the pair of sheet bodies are open, the electrolyte solution can be more uniformly permeated into the positive electrode plate.
また、一対のシート体は、負極板の折り目部分に当接する辺とともに、正極板のタブ部とは反対側の辺が閉ざされている。 In addition, the pair of sheet bodies are closed on the side opposite to the tab portion of the positive electrode plate, along with the side in contact with the fold portion of the negative electrode plate.
これによれば、一対のシート体は、正極板のタブ部とは反対側の辺が閉ざされているので、正極板のタブ部が上方となる姿勢で蓄電素子が配置された場合には、当該閉ざされた辺によって正極板を下方から支持することができる。したがって、組立時あるいは組み立て後に、正極板が自重によって位置ズレすることを抑えることができ、位置決めの正確性を高めることができる。 According to this, since the pair of sheet bodies is closed on the side opposite to the tab portion of the positive electrode plate, when the storage element is arranged in a posture in which the tab portion of the positive electrode plate is upward, The positive electrode plate can be supported from below by the closed sides. Therefore, the positive electrode plate can be prevented from being displaced due to its own weight during or after assembly, and the positioning accuracy can be improved.
また、一対のシート体における閉ざされた辺には、当該一対のシート体の内部と外部とを連通する連通部が形成されている。 In addition, a communication portion that connects the inside and the outside of the pair of sheet bodies is formed on the closed sides of the pair of sheet bodies.
これによれば一対のシート体における閉ざされた辺には、連通部が形成されているので、連通部から電解液を通液させることができる。したがって、正極板に対して電解液をより均等に浸透させやすくなる。 According to this, since the communicating portion is formed on the closed sides of the pair of sheet bodies, the electrolytic solution can be passed through the communicating portion. Therefore, the electrolyte solution can be more easily penetrated into the positive electrode plate.
本発明によれば、品質の高い蓄電素子を提供することが可能である。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it is possible to provide a high quality electrical storage element.
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、製造工程、製造工程の順序などは、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、各図は、模式図であり、寸法等は必ずしも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. The numerical values, shapes, materials, constituent elements, arrangement positions and connection forms of the constituent elements, manufacturing steps, order of manufacturing steps, and the like shown in the following embodiments and modifications thereof are merely examples and are intended to limit the present invention. is not. 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. Each figure is a schematic diagram, and dimensions and the like are not necessarily shown strictly.
また、以下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、電極体の一対の集束部の並び方向、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、容器の厚さ方向、または、電極体の極板の積層方向をY軸方向と定義する。また、蓄電素子の容器本体と蓋板との並び方向、容器の短側面の長手方向、電極端子の軸部の軸方向、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, the direction in which the pair of electrode terminals included in the power storage element, the direction in which the pair of converging portions of the electrode body are aligned, or the opposing direction of the short side surface of the container is defined as the X axis direction. Further, the opposing direction of the long side of the container, the short direction of the short side of the container, the thickness direction of the container, or the stacking direction of the electrode plates of the electrode body is defined as the Y-axis direction. Further, the direction in which the container body and the cover plate of the electricity storage element are arranged, the longitudinal direction of the short side surface of the container, the axial direction of the shaft portion of the electrode terminal, 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、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、実施の形態に係る蓄電素子10の分解斜視図である。
(Embodiment)
[1. General description of storage element]
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(または移動体用)電源、電子機器用電源、または電力貯蔵用電源などに適用される。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。蓄電素子10は、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。
The
これらの図に示すように、蓄電素子10は、容器100と、電極体400と、正極端子200と、上ガスケット500と、負極端子300と、上ガスケット600とを備えている。また、蓄電素子10の容器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。
As shown in these drawings, the
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の開口を閉塞する蓋板120とで構成されている。容器100は、電極体400等を内部に収容後、蓋板120と容器本体110とが溶接等されることにより、内部を密封する構造を有している。また、容器100(蓋板120及び容器本体110)は、例えば、ステンレス鋼、アルミニウム、またはアルミニウム合金などの溶接可能な金属で形成されている。なお、蓋板120と容器本体110とは、同じ材質で形成されているのが好ましいが、異なる材質で形成されていてもかまわない。また、蓋板120には、容器100内部に電解液を注入するための注液口125が設けられている。注液口125は、注液栓126によって塞がれている。蓋板120には、容器100の内圧が上昇したときに容器100内部のガスを排出するガス排出弁等が配置されていてもよい。
The
電極体400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)であり、容器100の内方に配置される。具体的には、電極体400は、正極板と負極板とがセパレータを挟んで交互に並べられた積層型の電極体である。電極体400は、発電及び蓄電する部分である電極体本体401と、電極体本体401と外部との電力のやり取りを行う部分である正極集束部415及び負極集束部425とを有する。正極集束部415は、正極端子200と接合され、負極集束部425は、負極端子300と接合されている。集束部と端子との接合には周知の接合方法を用いることが可能である。接合方法の一例としては、超音波溶接、レーザ溶接などの溶接、カシメまたはネジ止めなどの締結などが挙げられる。この接合によって、電極体400は、正極端子200及び負極端子300を介して、外部の装置等との間で電力のやり取りを行うことができる。電極体400の構成については図3〜図5を用いて後述する。
The
上ガスケット500、600は、容器100の蓋板120と正極端子200及び負極端子300との間に配置される絶縁性の封止部材である。上ガスケット500、600は、例えば、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、蓋板120を挟んで上ガスケット500、600それぞれに対向する位置には下ガスケットが配置されている。
The
正極端子200及び負極端子300は、電極体400の正極板及び負極板に電気的に接続される部材である。つまり、正極端子200及び負極端子300は、電極体400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400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部材である。例えば、正極端子200は、アルミニウムまたはアルミニウム合金などで形成され、負極端子300は、銅または銅合金などで形成されている。また、正極端子200は上ガスケット500を介して蓋板120に固定されており、負極端子300は、上ガスケット600を介して蓋板120に固定されている。
The
[2.電極体の構成]
次に、本実施の形態に係る電極体400の構成について、図3〜図5を用いて説明する。
[2. Configuration of electrode body]
Next, the structure of the
図3は、実施の形態に係る電極体400の構成概要を示す分解斜視図である。図3に示すように、電極体400は、正極板410及び負極板420がセパレータ480を介して積層されることで形成されている。具体的には、電極体400においては、長尺な負極板420が蛇腹状に折られて積層されており、この負極板420の積層部分に対して、正極板410がセパレータ480に収容された状態で介在されている。つまり、電極体400においては、一つの負極板420に対して、複数組の正極板410及びセパレータ480が介在されている。
FIG. 3 is an exploded perspective view showing a schematic configuration of the
以下、電極体400をなす各部材について詳細に説明する。
Hereinafter, each member which comprises the
負極板420は、銅または銅合金などからなる長尺な板状の基材層と、基材層の両面に形成された負極活物質層とを有している。なお、負極活物質層に用いられる負極活物質としては、リチウムイオンを吸蔵放出可能な負極活物質であれば、適宜公知の材料を使用できる。例えば、負極活物質として、リチウム金属、リチウム合金(リチウム−アルミニウム、リチウム−鉛、リチウム−錫、リチウム−アルミニウム−錫、リチウム−ガリウム、及びウッド合金等のリチウム金属含有合金)の他、リチウムを吸蔵・放出可能な合金、炭素材料(例えば黒鉛、難黒鉛化炭素、易黒鉛化炭素、低温焼成炭素、非晶質カーボン等)、金属酸化物、リチウム金属酸化物(Li4Ti5O12等)、ポリリン酸化合物などが挙げられる。
The
また、負極板420は、蛇腹状(葛折り状)に折られるために、所定の間隔をあけて複数の折り目部分421が形成されている。複数の折り目部分421には、X軸方向プラス側に位置する第一折り目部分421aと、X軸方向マイナス側に位置する第二折り目部分421bとがある。また、負極板420が蛇腹状に折り畳まれると、負極板420には複数の平板部422が形成されることとなる。複数の平板部422は、Y軸方向に沿って積層された状態となっている。また、複数の平板部422におけるX軸方向プラス側の端部には、それぞれZ軸方向プラス側に突出したタブ部423が設けられている。このタブ部423は、負極活物質層が形成されていない活物質層非形成部である。換言するとタブ部423の両面では、基材層が露出している。タブ部423は、負極活物質層を塗工する前に基材層を切断して形成されていることが、コンタミネーション対策の観点から好ましい。また、複数の平板部422のそれぞれのタブ部423は、Y軸方向に沿って積層された状態となる。これらのタブ部423によって、電極体400の負極集束部425が形成されている。なお、タブ部423は、複数の平板部422の全てに設けられていなくてもよい。
In addition, since the
複数の平板部422のうち、隣り合う平板部422同士がなす積層部分には、正極板410がセパレータ480に収容された状態で介在されている。なお、複数の平板部422のうち、最も外側に位置する平板部422では、その外側の表面が正極板410と対向しない。つまり、最も外側に位置する平板部422の外表面は、蓄電(発電)に寄与しない部位であるので、当該部位には、負極活物質層を形成しなくてもよい。これにより、電極体400のコンパクト化を図ることができる。
Of the plurality of
図4は、実施の形態に係る正極板410とセパレータ480との概略構成を示す平面図である。図5は、実施の形態に係る正極板410をセパレータ480に収容する前の状態を示す説明図である。
FIG. 4 is a plan view showing a schematic configuration of the
図4及び図5に示すように、正極板410は、アルミニウムまたはアルミニウム合金などからなる平板状かつ矩形状の基材層と、基材層の両面に形成された正極活物質層とを有している。なお、正極活物質層に用いられる正極活物質としては、リチウムイオンを吸蔵放出可能な正極活物質であれば、適宜公知の材料を使用できる。例えば、正極活物質として、LiMPO4、Li2MSiO4、LiMBO3(MはFe、Ni、Mn、Co等から選択される1種または2種以上の遷移金属元素)等のポリアニオン化合物、マンガン酸リチウム等のスピネル化合物、LiMO2(MはFe、Ni、Mn、Co等から選択される1種または2種以上の遷移金属元素)等のリチウム遷移金属酸化物等を用いることができる。
As shown in FIGS. 4 and 5, the
正極板410におけるX軸方向マイナス側の端部には、それぞれZ軸方向プラス側に突出したタブ部413が設けられている。このタブ部413は、正極活物質層が形成されていない活物質層非形成部である。換言するとタブ部413の両面では、基材層が露出している。タブ部413は、正極活物質層を塗工する前に基材層を切断して形成されていることが、コンタミネーション対策の観点から好ましい。
A
セパレータ480は、1枚の正極板410を挟んで収容する一対の多角形状のシート体481を備えている。本実施の形態では、矩形状のシート体481を例示して説明するが、シート体は例えば三角形状、五角形状などの矩形状以外の平面視形状であってもよい。
The
一対のシート体481は、例えば樹脂からなる微多孔性のシートである。なお、蓄電素子10に用いられるシート体481の素材としては、蓄電素子10の性能を損なうものでなければ適宜公知の材料を使用できる。
The pair of
一対のシート体481は、同形状であり、対応する各辺の位置が合わされた状態で重ねられている。一対のシート体481の四辺のうち、X軸方向プラス側の第一辺481aと、Z軸方向マイナス側の第二辺481bとが閉ざされており、X軸方向マイナス側の第三辺481cと、Z軸方向プラス側の第四辺481dとが開放されている。ここで、「閉ざされた辺」とは、一対のシート体481に収容されている正極板410が、当該辺から外方に抜け出ない状態を維持可能な辺とする。一方、「開放された辺」とは、当該辺から正極板410を、一対のシート体481に対して抜き差し可能な辺とする。
The pair of
一対のシート体481における第一辺481aと、第二辺481bとは、接着剤で接着されることで閉ざされている。図中、網掛け部が接着部489である。なお、接着剤としては、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。一対のシート体481における第一辺481aと、第二辺481bとの接合には溶着を用いることも可能である。
The
接着部489について詳細に説明する。一対のシート体481の第一辺481aの近傍では、Z軸方向に長尺な2つの接着部489が、所定の間隔をあけてZ軸方向に配列されている。また、一対のシート体481における第二辺481bの近傍では、X軸方向に長尺な3つの接着部489が、所定の間隔をあけてX軸方向に配列されている。第一辺481a及び第二辺481bにおいて、接着部489がない部分は、開放された連通部Cであり、一対のシート体481の内部と外部とを連通している。このように、閉ざされた辺である第一辺481aと第二辺481bとが部分的に開放されていたとしても、一対のシート体481に収容されている正極板410は、各辺の接着部489によって規制されている。したがって、正極板410は、第一辺481a及び第二辺481bから一対のシート体481の外方へ抜け出ることがない。特に、第二辺481bは、正極板410のタブ部413とは反対側の辺である。一般的に、蓄電素子10は、タブ部413が上方を向く姿勢で用いられるものであるので、タブ部413とは反対側の第二辺481bは正極板410の下方に位置する。つまり、一対のシート体481における第二辺481bは、正極板410を下方から支持することとなり、正極板410が自重で位置ズレすることを抑えることができる。
The
ここで、図3に示すように、セパレータ480に収容された正極板410は、負極板420に対しては、X軸方向マイナス側から差し込まれる場合と、X軸方向プラス側から差し込まれる場合とがある。上記の説明では、X軸方向マイナス側から差し込まれる場合のセパレータ480を例示したが、X軸方向プラス側から差し込まれる場合にも、同じセパレータ480をX軸方向に反転して用いている。
Here, as shown in FIG. 3, the
負極板420に対してX軸方向マイナス側から差し込まれる場合には、一対のシート体481における第一辺481aが、負極板420の第一折り目部分421aに当接されている。一方、負極板420に対してX軸方向プラス側から差し込まれる場合には、一対のシート体481における第一辺481aが、負極板420の第二折り目部分421bに当接されている。これにより、セパレータ480と負極板420とを位置合わせすることが可能である。
When inserted into the
負極板420における隣り合う平板部422同士がなす全ての積層部分に、複数組の正極板410及びセパレータ480が積層されると、複数の正極板410のタブ部413は、Y軸方向に沿って積層された状態となる。これらのタブ部413によって、電極体400の正極集束部415が形成されている。
When a plurality of pairs of
なお、電極体400の最外周は、例えば、一周以上巻かれた図示しない絶縁シートで形成されている。つまり、一つの負極板420と、複数組の正極板410及びセパレータ480とは、絶縁シートで巻かれることで固定されている。絶縁シートは、例えばセパレータ480と同じ素材の長尺状のシートである。
In addition, the outermost periphery of the
[3.蓄電素子の製造方法]
次に、蓄電素子10の製造方法について説明する。なお、以降の説明においては、作業者が蓄電素子10を組み立てる場合を例示するが、組立装置が蓄電素子10を組み立てることも可能である。
[3. Method for manufacturing power storage element]
Next, the manufacturing method of the
まず、電極体400の組み立てについて説明する。まず、作業者は、セパレータ480に対して正極板410を収容する。具体的には、図5に示すように、作業者は、一対のシート体481の第三辺481cと第四辺481dとの連続した二辺を一緒に開放する。これにより、一対のシート体481を大きく開くことができるので、正極板410を一対のシート体481の間にスムーズに収容することができる。作業者は、閉ざされた第一辺481a及び第二辺481bの接着部489に対して、正極板410を当接させることで、一対のシート体481に対して正極板410を正確に位置合わせすることができる。
First, assembly of the
次に、作業者は、図3に示すように、長尺な負極板420を蛇腹状に折り畳む。その後、作業者は、セパレータ480に収容された正極板410を、負極板420の積層部分に対して差し込む。このとき、作業者は、セパレータ480における一対のシート体481の第一辺481aを、折り目部分421に当接させる。例えば、負極板420に対してX軸方向マイナス側からセパレータ480を差し込む場合には、作業者は、一対のシート体481における第一辺481aを、負極板420の第一折り目部分421aに当接させる。逆に、負極板420に対してX軸方向プラス側からセパレータ480を差し込む場合には、作業者は、一対のシート体481における第一辺481aを、負極板420の第二折り目部分421bに当接させる。これにより、正極板410及び負極板420がセパレータ480を介して積層される。その後、作業者は、積層された正極板410、負極板420及びセパレータ480の最外周に絶縁シートを巻きつけることで、電極体400を完成させる。
Next, as shown in FIG. 3, the worker folds the long
次いで、作業者は、図2に示すように、蓋板120に対して、上ガスケット500、600と、下ガスケット(図示省略)と、正極端子200と、負極端子300とを組み付ける。組み付け後、作業者は、複数の正極板410のタブ部413からなる正極集束部415に対して、正極端子200を接合する。同様に、作業者は、負極板420に備わる複数のタブ部423からなる負極集束部425に対して、負極端子300を接合する。これにより、電極体400と、蓋板120とが一体化される。
Next, as shown in FIG. 2, the operator assembles the
次いで、作業者は、容器100の容器本体110に電極体400を収容してから、蓋板120を容器本体110に溶接することで容器100を組み立てる。その後、作業者は、注液口125から電解液を注入して、容器100内に電解液を充填する。電解液は、正極板410及び負極板420に対して上方から降り注ぐことになる。しかし、この時点ではほとんどの電解液が正極板410及び負極板420に浸透しない。実際には、容器本体110内に溜まった電解液が、電極体400の側方から正極板410及び負極板420に対して浸透することになる。正極板410は、セパレータ480に収容されているので、負極板420よりも電解液が浸透しにくい状態となっている。しかし、セパレータ480における一対のシート体481の第三辺481cは、開放された状態で電極体400の側部に位置しているので、当該第三辺481cから電解液が正極板410に浸透する。また、一対のシート体481の第一辺481a及び第二辺481bには、連通部Cが形成されているので、当該連通部Cからも電解液が正極板410に浸透する。これにより、セパレータ480に収容された状態でも、正極板410に対して均等に電解液を浸透させることが可能である。
Next, the operator assembles the
電解液の注入後においては、作業者は、図1に示すように、注液口125を注液栓126で塞ぐことで、蓄電素子10を完成させる。
After the injection of the electrolytic solution, the operator completes the
[4.効果等]
以上説明したように、本実施の形態によれば、電極体400を備える蓄電素子10であって、電極体400は、正極板410と、負極板420と、正極板410を収容するセパレータ480とを備え、負極板420は、蛇腹状に折られて積層されており、セパレータ480は、正極板410を挟んで収容し、負極板420における積層部分に介在される一対の多角形状のシート体481を有し、一対のシート体481は、負極板420における折り目部分421に当接する第一辺481aが閉ざされて、折り目部分421とは反対側の第三辺481cが開放されている。
[4. Effect]
As described above, according to the present embodiment, the
これによれば、一対のシート体481の第一辺481aが閉ざされているので、その閉ざされた部分に正極板410を当接させることで、当該正極板410の位置を合わせることができる。これにより、セパレータ480と正極板410との位置合わせの正確性を高めることができる。そして、一対のシート体481における閉ざされた第一辺481aが、負極板420における折り目部分421に当接しているので、セパレータ480と負極板420とを位置合わせすることが可能である。このように、セパレータ480と負極板420とを位置合わせできれば、間接的な正極板410と負極板420との位置合わせも、より正確に行うことが可能となる。そして、位置合わせの正確性を高めることができれば、正極板410と負極板420とが接触しにくくなり、当該接触を起因とした短絡を抑制することができる。
According to this, since the
また、製造時において、電解液が容器100に注入されて溜まっていく際には、電極体400の側方から正極板410及び負極板420に電解液が浸透していくこととなる。一対のシート体481において、閉ざされた辺が多いと、正極板410に対する電解液の浸透が阻害される。電解液が正極板410に対して不均一に浸透した場合、電極体400の出力低下を招く。しかしながら、上述した蓄電素子10であると、一対のシート体481の第一辺481aは閉ざされているが、その反対側の第三辺481cは開放されているので、当該開放された第三辺481cから電解液が進入して正極板410に浸透する。つまり、正極板410が一対のシート体481に収容されていたとしても、開放された第三辺481cから電解液を正極板410に浸透させることができ、電解液を正極板410に対して均等に浸透させやすくなる。これらのことから、品質の高い蓄電素子10を提供することが可能となる。
Further, at the time of manufacturing, when the electrolytic solution is poured into the
また、一対のシート体481は、連続した二辺(第三辺481c、第四辺481d)以上が開放されている。
Further, the pair of
これによれば、一対のシート体481における連続した二辺以上が開放されているので、正極板410を一対のシート体481の間に挿入する際には、一対のシート体481を大きく開くことができる。これにより、一対のシート体481の間に正極板410を容易に挿入できるとともに、閉ざされた部分(第一辺481a、第二辺481b)に正極板410を容易に当接することができる。これにより、正極板410とセパレータ480との位置決め時の作業性を高めることができ、当該位置決めの正確性を高めることができる。
According to this, since two or more continuous sides of the pair of
また、一対のシート体481における連続した二辺以上が開放されていれば、正極板410に対して電解液をより均等に浸透させやすくなる。
Further, if two or more continuous sides in the pair of
また、一対のシート体481は、負極板420の折り目部分421に当接する第一辺481aとともに、正極板410のタブ部413とは反対側の第二辺481bが閉ざされている。
In addition, the pair of
これによれば、一対のシート体481は、正極板410のタブ部413とは反対側の第二辺481bが閉ざされているので、正極板410のタブ部413が上方となる姿勢で蓄電素子10が配置された場合には、当該閉ざされた第二辺481bによって正極板410を下方から支持することができる。したがって、組立時あるいは組み立て後に、正極板410が自重によって位置ズレすることを抑えることができ、位置決めの正確性を高めることができる。
According to this, the pair of
また、一対のシート体481における閉ざされた第一辺481a及び第二辺481bには、当該一対のシート体481の内部と外部とを連通する連通部Cが形成されている。
The
これによれば一対のシート体481における閉ざされた第一辺481a及び第二辺481bには、連通部Cが形成されているので、連通部Cから電解液を通液させることができる。したがって、正極板410に対して電解液をより均等に浸透させやすくなる。
According to this, since the communication part C is formed in the closed
[5.変形例]
以上、上記実施の形態に係る蓄電素子10について説明したが、蓄電素子10は、上述した態様とは異なるセパレータを備えてもよい。そこで、以下に、蓄電素子10が備えるセパレータについての変形例を、上記実施の形態との差分を中心に説明する。なお、以降の説明において、上記実施の形態と同一部分については、同一の符号を付してその説明を省略する場合がある。
[5. Modified example]
Although the
(変形例1)
上記実施の形態では、一対のシート体481における閉ざされた辺(第一辺481a、第二辺481b)に対して連通部Cが設けられている場合を例示した。この変形例2では、連通部が設けられていないセパレータ480Aについて説明する。
(Modification 1)
In the said embodiment, the case where the communication part C was provided with respect to the edge | side (
図6は、変形例1に係るセパレータ480Aの概略構成を示す平面図である。具体的には、図6は、図4に対応する図である。図6に示すようにセパレータ480Aでは、一対のシート体481の第一辺481aと、第二辺481bとが、全体的に接着されることで閉ざされている。図中、網掛け部が接着部489aである。接着部489aは、第一辺481a及び第二辺481bのそれぞれに対して連続して設けられている。接着部489aは、全体としては連続的な略L字状に形成されている。
FIG. 6 is a plan view showing a schematic configuration of a
変形例1では、一対のシート体481の第一辺481a及び第二辺481bの全体が閉ざされているので、正極板410との当接範囲を大きくすることができる。これにより、正極板410の位置ズレを確実に抑制することができる。
In Modification 1, since the entire
(変形例2)
上記実施の形態では、長尺な接着部489が、一対のシート体481の第一辺481aに2つ、第二辺481bに3つ設けられている場合を例示した。しかし、一辺に対する接着部の設置個数、接着部の形状等は如何様でもよい。この変形例2では、円形の接着部489bが、一対のシート体481の第一辺481a及び第二辺481bのそれぞれに1つずつ設けられている場合を例示する。
(Modification 2)
In the above embodiment, the case where two long
図7は、変形例2に係るセパレータ480Bの概略構成を示す平面図である。具体的には、図7は、図4に対応する図である。図7に示すようにセパレータ480Bでは、一対のシート体481の第一辺481aと、第二辺481bとのそれぞれの中心部分が接着されることで閉ざされている。図中、網掛け部が接着部489bである。接着部489bは、円形状に形成されている。第一辺481a及び第二辺481bのそれぞれにおいて、接着部489bがない部分は連通部Cとなる。つまり、変形例2に係るセパレータ480Bにおいては、上記実施の形態のセパレータ480よりも連通部Cが大きい。
FIG. 7 is a plan view illustrating a schematic configuration of a
変形例2では、一対のシート体481の第一辺481a及び第二辺481bのそれぞれの連通部Cを大きくすることができるので、正極板410に対する電解液の浸透性をより高めることができる。また、接着部489bは極力小さく形成されているので、接着剤の使用量を抑えたり、接着の作業性を高めたりすることができ、製造効率を高めることが可能である。
In the second modification, since the communication portions C of the
(変形例3)
上記実施の形態では、一対のシート体481の第一辺481a及び第二辺481bが、接着部489bによって閉ざされている場合を例示した。接着以外のその他の手法によって、第一辺481a及び第二辺481bを閉ざすことも可能である。その他の手法としては、溶着、カシメ、折り畳みなどが挙げられる。変形例3では、第一辺481aが折り畳みによって閉ざされ、第二辺481bが接着部489bによって閉ざされたセパレータ480Cを例示して説明する。
(Modification 3)
In the above embodiment, the case where the
図8は、変形例3に係るセパレータ480Cの製造途中の状態を示す説明図である。図9は、変形例3に係るセパレータ480Cの概略構成を示す平面図である。
FIG. 8 is an explanatory view showing a state in the middle of manufacturing the
図8に示すように、一対のシート体481Cは、長尺状の樹脂シートを折り畳むことで形成される。この場合、一対のシート体481Cは、折り目を介して一体的に形成されている。一対のシート体481Cの折り目は、第一辺481aとなる。つまり、一対のシート体481Cの第一辺481aは、折り目によって閉ざされた状態となる。
As shown in FIG. 8, the pair of
その後、一対のシート体481Cの第二辺481bに対して、長尺な3つの接着部489を設けることで、第二辺481bも閉ざされることとなる。これにより、セパレータ480Cが完成する。
Thereafter, by providing three long
変形例3では、折り畳むことで、一対のシート体481Cの第一辺481aを閉ざしている。つまり、接着、溶着、カシメなどと比べても簡単な手法で、第一辺481aを閉ざすことができるので、製造効率をより高めることができる。
In the third modification, the
なお、折り畳みによって閉ざされた第一辺481aに対して連通部を設ける場合には、第一辺481aをなす折り目の近傍に対して切れ込みを設ければよい。この切れ込みが連通部として機能する。
In addition, what is necessary is just to provide a notch with respect to the vicinity of the crease | fold which makes the 1st edge |
(他の実施の形態)
以上、本発明に係る蓄電素子について、実施の形態及びその変形例に基づいて説明した。しかしながら、本発明は、上記実施の形態及び変形例に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を上記実施の形態または変形例に施したものも、あるいは、上記説明された複数の構成要素を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。
(Other embodiments)
As described above, the power storage device according to the present invention has been described based on the embodiment and the modifications thereof. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments and modifications. Without departing from the gist of the present invention, various modifications conceived by those skilled in the art may be applied to the above-described embodiment or modification, or a form constructed by combining a plurality of the constituent elements described above. It is included in the range.
例えば、上記実施の形態では、一対のシート体481の第一辺481aと第二辺481bとが閉ざされている場合を例示した。しかし、一対のシート体は、負極板における折り目部分に当接する辺(第一辺)のみが閉ざされていればよい。
For example, in the above embodiment, the case where the
また、上記実施の形態では、一対のシート体481における連続した二辺である第三辺481cと第四辺481dとが開放されている場合を例示した。しかし、一対のシート体481は、負極板における折り目部分とは反対側の辺(第三辺)のみが開放されていればよい。
Moreover, in the said embodiment, the case where 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
110 容器本体
120 蓋板
125 注液口
126 注液栓
200 正極端子
300 負極端子
400 電極体
401 電極体本体
410 正極板
413、423 タブ部
415 正極集束部
420 負極板
421 折り目部分
421a 第一折り目部分
421b 第二折り目部分
422 平板部
425 負極集束部
480、480A、480B、480C セパレータ
481、481C シート体
481a 第一辺
481b 第二辺
481c 第三辺
481d 第四辺
489、489a、489b 接着部
500、600 上ガスケット
C 連通部
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記電極体は、正極板と、負極板と、前記正極板を収容するセパレータとを備え、
前記負極板は、蛇腹状に折られて積層されており、
前記セパレータは、前記正極板を挟んで収容し、前記負極板における積層部分に介在される一対の多角形状のシート体を有し、
前記一対のシート体は、前記負極板における折り目部分に当接する辺が閉ざされて、前記折り目部分とは反対側の辺が開放されている
蓄電素子。 An electricity storage device comprising an electrode body,
The electrode body includes a positive electrode plate, a negative electrode plate, and a separator that houses the positive electrode plate,
The negative electrode plate is folded in a bellows shape and laminated,
The separator has a pair of polygonal sheet bodies that are interposed between the positive electrode plates and interposed in the laminated portion of the negative electrode plate,
The pair of sheet bodies are closed in a side abutting on a fold portion in the negative electrode plate and open on a side opposite to the fold portion.
請求項1に記載の蓄電素子。 The power storage element according to claim 1, wherein the pair of sheet bodies are open at two or more continuous sides.
請求項2に記載の蓄電素子。 The power storage device according to claim 2, wherein the pair of sheet bodies has a side that is in contact with a fold portion of the negative electrode plate and a side opposite to the tab portion of the positive electrode plate being closed.
請求項1〜3のいずれか一項に記載の蓄電素子。 The electrical storage element according to any one of claims 1 to 3, wherein a communication portion that connects the inside and the outside of the pair of sheet bodies is formed on the closed sides of the pair of sheet bodies.
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