JP2020021573A - Power storage element - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、巻回された極板を有する電極体を備える蓄電素子に関する。 The present invention relates to a power storage device including an electrode body having a wound electrode plate.
特許文献1には、複数の正極電極と複数の負極電極とがセパレータを介して交互に積層されて構成された組立電極体を備える二次電池が開示されている。組立電極体は、突出する状態で設けられた正極集電タブ及び負極集電タブを有している。正極集電タブ及び負極集電タブのそれぞれは、組立電極体の端面に対向するように折り曲げられており、かつ、導電部材に接続されている。二次電池はさらに、正極集電タブ及び負極集電タブの先端側から各タブ群に取着される絶縁材料製の取着部材を備えている。取着部材は、タブ群と導電部材とを挟持する第1被覆部と第2被覆部とを有している。この構成によれば、取着部材によって、タブの自由端部がばたつくことを防止できる。その結果、タブの自由端部同士が摺接することが抑制でき、その摺接を原因とした異物の発生を抑制できる。 Patent Literature 1 discloses a secondary battery including an assembled electrode body in which a plurality of positive electrodes and a plurality of negative electrodes are alternately stacked with a separator interposed therebetween. The assembled electrode body has a positive electrode current collecting tab and a negative electrode current collecting tab provided in a protruding state. Each of the positive electrode current collecting tab and the negative electrode current collecting tab is bent so as to face the end surface of the assembled electrode body, and is connected to the conductive member. The secondary battery further includes an attachment member made of an insulating material attached to each tab group from the distal end side of the positive electrode current collection tab and the negative electrode current collection tab. The attachment member has a first covering portion and a second covering portion that sandwich the tab group and the conductive member. According to this configuration, the attachment member can prevent the free end of the tab from fluttering. As a result, sliding contact between the free ends of the tabs can be suppressed, and generation of foreign matter due to the sliding contact can be suppressed.
上記従来の二次電池では、電極体の本体から突出状に設けられたタブ群と導電部材とを挟む構造の絶縁部材が配置されており、これによりタブ群における異物(コンタミネーション)の発生が抑制される。 In the above-mentioned conventional secondary battery, an insulating member having a structure sandwiching a conductive member and a tab group provided in a protruding shape from the main body of the electrode body is disposed, so that generation of foreign matter (contamination) in the tab group is prevented. Is suppressed.
しかし、二次電池等の蓄電素子において、コンタミネーションの発生源は電極体だけではない。例えば、電極端子と、集電体等の導電部材との接合部分でもコンタミネーションは発生し得る。具体的には、電極端子と導電部材とを接合する場合において、かしめ等の接合作業が行われる位置が容器の内部である場合、接合作業の際に金属粉または金属片であるコンタミネーションが発生する。この場合、接合部分にコンタミネーションが残留し、例えば、蓄電素子の組み立ての完了後に、コンタミネーションが電解液中を移動して電極体の内部に入る可能性がある。 However, in a power storage element such as a secondary battery, the source of contamination is not limited to the electrode body. For example, contamination can also occur at a joint between an electrode terminal and a conductive member such as a current collector. Specifically, when joining the electrode terminal and the conductive member, if the joining operation such as caulking is performed inside the container, contamination, which is metal powder or metal pieces, occurs during the joining operation. I do. In this case, the contamination remains at the joint portion, and for example, after the assembly of the electric storage element is completed, the contamination may move in the electrolytic solution and enter the inside of the electrode body.
特に、巻回された極板を有する巻回型の電極体の場合、巻回軸が通過する中央部分に、空洞部分(巻回中心部)が存在するため、電極体の内部にコンタミネーションが侵入しやすい構造となっている。電極体の内部にコンタミネーションが侵入した場合、コンタミネーションに起因する微短絡等の不具合が電極体で発生する可能性が高まる。 In particular, in the case of a wound electrode body having a wound electrode plate, there is a hollow portion (wound center portion) in a central portion through which a winding axis passes, so that contamination is generated inside the electrode body. It has a structure that is easy to invade. When contamination enters the inside of the electrode body, there is a high possibility that a defect such as a slight short circuit caused by the contamination occurs in the electrode body.
本発明は、上記従来の課題を考慮し、巻回された極板を有する電極体を備える蓄電素子であって、信頼性の高い蓄電素子を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above-described conventional problems, and has as its object to provide a power storage element including an electrode body having a wound electrode plate and having high reliability.
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、巻回された極板を有する電極体と、前記電極体の巻回中心部に挿入された突出部を有するスペーサとを備え、前記突出部は、前記電極体の巻回軸の方向に延設された支持部と、前記支持部から、前記巻回軸の方向と交差する方向に向けて立設された第一壁部とを有する。 In order to achieve the above object, an energy storage element according to one embodiment of the present invention includes an electrode body having a wound electrode plate, and a spacer having a projection inserted into a winding center of the electrode body. The projecting portion includes a support portion extending in the direction of the winding axis of the electrode body, and a first wall erected from the support portion in a direction intersecting the direction of the winding axis. And a part.
この構成によれば、スペーサが有するL字状の突出部が巻回中心部に配置される。これにより、巻回中心部に侵入したコンタミネーションを、第一壁部の位置でせき止めることができる。その結果、コンタミネーションに起因する微短絡等の不具合の発生が抑制される。従って信頼性の高い蓄電素子が得られる。 According to this configuration, the L-shaped protrusion of the spacer is arranged at the center of the winding. Thereby, the contamination which has invaded the winding center can be blocked at the position of the first wall. As a result, the occurrence of problems such as a slight short-circuit due to contamination is suppressed. Therefore, a highly reliable power storage element can be obtained.
また、本発明の一態様に係る蓄電素子はさらに、前記電極体を収容する容器と、容器に固定された電極端子とを備え、前記第一壁部は、前記支持部から、前記電極端子が配置されている側に向けて立設されている、としてもよい。 In addition, the power storage element according to one embodiment of the present invention further includes a container accommodating the electrode body, and an electrode terminal fixed to the container, wherein the first wall portion includes the electrode terminal from the support portion. It may be set up toward the side where it is arranged.
このように、蓄電素子が、容器に固定される電極端子を備える場合、例えば電極端子と集電体とを接続するためのかしめ等の接合作業によりコンタミネーションが生じやすい。この点に関し、本態様の蓄電素子では、突出部が有する第一壁部が、電極端子の側に向けて立設されている。そのため、突出部は、接合作業の際に発生したコンタミネーションを効率よくせき止めることができる。 As described above, when the power storage element includes the electrode terminal fixed to the container, contamination is likely to occur due to a joining operation such as caulking for connecting the electrode terminal and the current collector. Regarding this point, in the power storage element of this embodiment, the first wall portion of the projection is provided upright toward the electrode terminal. For this reason, the protruding portion can efficiently block the contamination generated during the joining operation.
また、本発明の一態様に係る蓄電素子において、前記突出部はさらに、前記第一壁部から、前記支持部の延設方向とは逆向きに立設された第二壁部を有する、としてもよい。 In the power storage element according to one embodiment of the present invention, the protruding portion may further include a second wall portion erected from the first wall portion in a direction opposite to a direction in which the support portion extends. Is also good.
この構成によれば、第一壁部でせき止められたコンタミネーションは、対向して配置された支持部と第二壁部とによって移動が規制される。これにより、第一壁部でせき止められたコンタミネーションが、突出部の外部に流出する可能性が低減され、その結果、コンタミネーションに起因する微短絡等の不具合の発生の可能性がさらに低減される。 According to this configuration, the movement of the contamination blocked by the first wall portion is regulated by the support portion and the second wall portion which are arranged opposite to each other. This reduces the possibility that the contamination clogged by the first wall portion flows out of the protruding portion, and as a result, further reduces the possibility of occurrence of a defect such as a micro short circuit caused by the contamination. You.
また、本発明の一態様に係る蓄電素子において、前記第二壁部は、前記巻回軸から離れる向きに突出する湾曲形状である、としてもよい。 In the power storage element according to one embodiment of the present invention, the second wall may have a curved shape protruding in a direction away from the winding axis.
この構成によれば、仮に、第二壁部が電極体の最内周面(巻回中心部の内側面)に接触した場合でも、第二壁部は、内側面に沿う湾曲形状であるため、第二壁部が電極体を損傷させる可能性は低い。つまり、蓄電素子の信頼性を高めるためのスペーサの実用性が向上される。 According to this configuration, even if the second wall portion comes into contact with the innermost peripheral surface of the electrode body (the inner surface of the winding center portion), the second wall portion has a curved shape along the inner surface. The possibility that the second wall portion damages the electrode body is low. That is, the practicality of the spacer for improving the reliability of the power storage element is improved.
また、本発明の一態様に係る蓄電素子において、前記突出部はさらに、前記第二壁部から、前記支持部に向かう方向に立設された第三壁部を有する、としてもよい。 In the power storage element according to one embodiment of the present invention, the protruding portion may further include a third wall portion erected from the second wall portion in a direction toward the support portion.
この構成によれば、第二壁部から支持部向きに第三壁部が立設されていることで、第一壁部でせき止められたコンタミネーションが、逆方向に戻る可能性が低減される。また、第二壁部の先端部に第三壁部が立設されている場合、例えば、第二壁部の先端部が、巻回中心部の内側面を損傷させる可能性が低減される。つまり、蓄電素子の信頼性を高めるためのスペーサの実用性が向上される。 According to this configuration, since the third wall is erected from the second wall toward the support, the possibility of the contamination blocked by the first wall returning in the opposite direction is reduced. . Further, when the third wall portion is provided upright at the tip portion of the second wall portion, for example, the possibility that the tip portion of the second wall portion damages the inner side surface of the winding center portion is reduced. That is, the practicality of the spacer for improving the reliability of the power storage element is improved.
本発明によれば、巻回された極板を有する電極体を備える蓄電素子であって、信頼性の高い蓄電素子を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it is an electric storage element provided with the electrode body which has a wound electrode plate, and can provide a highly reliable electric storage element.
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態及び変形例に係る蓄電素子について説明する。なお、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示したものではない。 Hereinafter, power storage elements according to embodiments and modifications of the present invention will be described with reference to the drawings. Each drawing is a schematic diagram, and is not necessarily strictly illustrated.
また、以下で説明する実施の形態及び変形例のそれぞれは、本発明の一具体例を示すものである。以下の実施の形態及び変形例で示される形状、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。 Each of the embodiments and modifications described below shows a specific example of the present invention. The shapes, materials, constituent elements, arrangement positions and connection forms of the constituent elements, the order of the manufacturing steps, and the like shown in the following embodiments and modified examples are merely examples, and do not limit the present invention. Further, among the components in the following embodiments and modified examples, components that are not described in independent claims indicating the highest concept are described as arbitrary components.
また、以下の実施の形態及び特許請求の範囲において、平行及び直交などの、相対的な方向または姿勢を示す表現が用いられる場合があるが、これらの表現は、厳密には、その方向または姿勢ではない場合も含む。例えば、2つの方向が平行である、とは、当該2つの方向が完全に平行であることを意味するだけでなく、実質的に平行であること、すなわち、例えば数%程度の差異を含むことも意味する。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軸の矢印が向く側を示し、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軸方向及びZ軸方向についても同様である。 Further, in the following embodiments and the claims, expressions indicating relative directions or postures, such as parallel and orthogonal, may be used, but these expressions are strictly the directions or postures. Not including the case. For example, “the two directions are parallel” means not only that the two directions are completely parallel, but also that they are substantially parallel, that is, including, for example, a difference of about several percent. Also means. In the following description, for example, the plus side in the X-axis direction indicates the side to which the arrow of the X-axis points, and the minus side in the X-axis direction indicates the side opposite to the plus side in the X-axis direction. 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〜図3を用いて、実施の形態に係る蓄電素子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。図2は、実施の形態に係る蓄電素子10の容器100内に配置されている構成要素を示す斜視図である。図3は、実施の形態に係る集電体120の外観を示す斜視図である。なお、図1及び以下で説明する他の図において符号Wが付された一点鎖線は、電極体400の巻回軸を表している。巻回軸Wは、極板等を巻回する際の中心軸となる仮想的な軸であり、本実施の形態では、電極体400の中心を通るY軸に平行な直線である。つまり、本実施の形態において、「巻回軸Wの方向」は、「Y軸方向」と同義である。
(Embodiment)
[1. General description of storage element]
First, a general description of
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、より具体的には、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。例えば、蓄電素子10は、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。また、蓄電素子10は、ガソリン車及びディーゼル車等の車両に、エンジンの始動用バッテリーとして搭載される場合もある。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、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
図1に示すように、蓄電素子10は、容器100と、負極端子200と、正極端子300とを備えている。また、図2に示すように、容器100の内部には、負極側の集電体120と、正極側の集電体130と、電極体400とが収容されている。
As shown in FIG. 1,
蓄電素子10はさらに、電極体400の巻回軸Wの方向の両端部に配置されたスペーサ500を備えている。本実施の形態に係るスペーサ500は、スペーサ本体501と、電極体400の巻回中心部480に挿入される突出部510とを有している。スペーサ500の構成の詳細については、図5及び図6を用いて後述する。
なお、蓄電素子10は、上記の構成要素の他、容器100内の圧力が上昇したときに当該圧力を開放するためのガス排出弁、または、電極体400等を包み込む絶縁フィルムなどを備えてもよい。また、蓄電素子10の容器100の内部には電解液(非水電解質)などの液体が封入されているが、当該液体の図示は省略する。なお、容器100に封入される電解液としては、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。
The
容器100は、矩形筒状で底を備える容器本体111と、容器本体111の開口を閉塞する板状部材である蓋体110とで構成されている。また、容器100は、電極体400等を内部に収容後、蓋体110と容器本体111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。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)である。電極体400の詳細な構成については、図4を用いて後述する。
The
負極端子200は、集電体120を介して電極体400の負極板と電気的に接続された電極端子である。正極端子300は、集電体130を介して電極体400の正極板と電気的に接続された電極端子である。負極端子200及び正極端子300は、電極体400の上方に配置された蓋体110に、絶縁性を有するガスケット(図示せず)を介して取り付けられている。
The
集電体120は、電極体400の負極側端部と容器100の容器本体111の壁面との間に配置され、負極端子200と電極体400の負極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。
The
集電体130は、電極体400の正極側端部と容器100の容器本体111の壁面との間に配置され、正極端子300と電極体400の正極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。
The
具体的には、集電体120及び130は、蓋体110に固定されている。また、集電体120は、電極体400の負極側端部に接合され、集電体130は、電極体400の正極側端部に接合されている。本実施の形態では、集電体120及び130のそれぞれは、電極体400と、超音波接合によって接合されている。ここで、本実施の形態では、集電体120及び集電体130の構成は、実質的に同一である。そのため、図3を用いて負極側の集電体120の構成について説明し、正極側の集電体130の構成についての説明は省略する。
Specifically,
本実施の形態における集電体120は、図3に示すように、電極体400の負極側端部を両側から挟むように配置された一対の脚部122を有する。一対の脚部122は、集電体120が有する端子接続部121の端部から延設された長尺状の部分である。端子接続部121は、負極端子200と接続される部分である。例えば、負極端子200に設けられたリベット(軸部)が、端子接続部121の貫通孔121aを貫通した状態でかしめられることで、負極端子200と集電体120とが接続される。また、一対の脚部122は、電極体400の負極側端部と、超音波接合によって接合される。これにより、集電体120は、電極体400の負極に電気的に接続される。なお、電極体400と集電体120及び130との接合の手法として、超音波接合以外に、抵抗溶接、レーザ溶接またはクリンチ接合等の手法が採用されてもよい。
As shown in FIG. 3,
[1−1.電極体の基本構成]
次に、以上のように構成された蓄電素子10が備える電極体400の基本的な構成について、図4を用いて説明する。図4は、実施の形態に係る電極体400の構成概要を示す斜視図である。なお、図4では、積層されて巻回された極板等の要素(積層要素)を一部展開して図示している。
[1-1. Basic configuration of electrode body]
Next, a basic configuration of the
電極体400は、巻回された極板を有する電極体の一例であり、具体的には、極板及びセパレータが、芯材460に巻回されることで形成されている。また、図4に示すように、電極体400は、巻回軸Wと直交する方向(本実施の形態ではZ軸方向)に扁平な形状である。つまり、電極体400は、巻回軸Wの方向から見た場合に、全体として長円形状であり、長円形状の直線部分が平坦な形状となり、長円形状の曲線部分が湾曲した形状となる。このため、電極体400は、対向する一対の湾曲端部(巻回軸Wを挟んでZ軸方向で対向する部分)と、一対の湾曲端部の間の部分である一対の中間部(巻回軸Wを挟んでX軸方向で対向する部分)とを有している。
The
本実施の形態において、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長尺帯状の金属箔(正極基材層411)の表面に、正極活物質を含む正極合材層414が形成されたものである。負極板420は、銅または銅合金などからなる長尺帯状の金属箔(負極基材層421)の表面に、負極活物質を含む負極合材層424が形成されたものである。また、本実施の形態では、セパレータ430及び450は、樹脂からなる微多孔性のシートを基材として有している。
In this embodiment, the
このように構成された電極体400において、より具体的には、正極板410と負極板420とは、セパレータ430または450を介し、巻回軸Wの方向に互いにずらして巻回されている。そして、正極板410及び負極板420は、それぞれのずらされた方向の端部に、基材層における、合材層が形成されていない部分である合材層非形成部を有する。
More specifically, in the
具体的には、正極板410は、巻回軸Wの方向の一端(図4ではY軸方向マイナス側の端部)に、正極合材層414が形成されていない合材層非形成部411aを有している。また、負極板420は、巻回軸Wの方向の他端(図4ではY軸方向プラス側の端部)に、負極合材層424が形成されていない合材層非形成部421aを有している。
Specifically, the
つまり、正極板410の露出した金属箔(合材層非形成部411a)の層によって正極側端部が形成され、負極板420の露出した金属箔(合材層非形成部421a)の層によって負極側端部が形成されている。正極側端部は集電体130と接合され、負極側端部は集電体120と接合される。
That is, the positive electrode side end is formed by the exposed metal foil (non-mixture
なお、芯材460は、例えば、ポリプロピレンまたはポリエチレン等を素材とする樹脂シートを巻くことで筒状に形成されたものである。また、最内周を形成するセパレータ430が一周以上巻かれたものを芯材とし、その芯材の周りにセパレータ430、負極板420、セパレータ450、及び、正極板410を巻回することで電極体400が形成されてもよい。
The
[1−2.スペーサ及び周囲の構造]
以上のように構成された電極体400に対し、巻回軸Wの方向の側方にスペーサ500が配置されている。以下、スペーサ500の構造、並びに、スペーサ500と電極体400との構造上の関係について、図5及び図6を用いて説明する。なお、本実施の形態では、電極体400の正極側及び負極側の両方にスペーサ500が配置されているが、これらの2つのスペーサ500は同一の構造を有している。そのため、図5及び図6を用いて、負極側のスペーサ500及びその周辺の構造について説明し、正極側のスペーサ500に関する説明は省略する。
[1-2. Spacer and surrounding structure]
With respect to the
図5は、実施の形態に係るスペーサ500の拡大斜視図である。なお、図5では、スペーサ500が有する突出部510の構成を明確に示すために、スペーサ500を電極体400から離し、かつ、スペーサ本体501の一部を透視して図示している。また、集電体120等の、スペーサ500周辺の他の構成要素の図示は省略されている。図6は、実施の形態に係るスペーサ500が有する突出部510の機能を説明するための断面図である。なお、図6では、図1のVI−VI断面における負極側の端部が簡易的に図示されており、容器本体111、並びに、負極端子200及び集電体120と蓋体110とを絶縁するガスケット等の図示は省略されている。また、スペーサ500は断面ではなく側面が図示されている。
FIG. 5 is an enlarged perspective view of the
本実施の形態に係る蓄電素子10が備えるスペーサ500は、電極体400の巻回軸Wの方向の端部の保護、当該端部と容器100との絶縁、または、電極体400の移動の規制等のために配置される部材である。スペーサ500は、例えば、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)、ポリフェニレンサルファイド樹脂(PPS)、ポリエチレンテレフタラート(PET)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル(PFA)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリエーテルサルフォン(PES)、セラミック、または、これらの複合材料などの絶縁性の材料で形成されている。
図5及び図6に示すように、実施の形態に係る蓄電素子10は、巻回された極板(本実施の形態では、正極板410及び負極板420)を有する電極体400と、電極体400の巻回中心部480に挿入された突出部510を有するスペーサ500とを備えている。突出部510は、巻回軸Wの方向に延設された支持部511と、支持部511から、巻回軸Wの方向に交差する方向に向けて立設された第一壁部512とを有している。
As shown in FIGS. 5 and 6,
このように、本実施の形態では、スペーサ500が有するL字状の突出部510が巻回中心部480に配置される。これにより、図6に示すように、巻回中心部480に侵入したコンタミネーションCを、第一壁部512の位置でせき止めることができる。その結果、コンタミネーションCに起因する微短絡等の不具合の発生が抑制される。従って信頼性の高い蓄電素子10が得られる。
As described above, in the present embodiment, the L-shaped
なお、本実施の形態では、より具体的には、第一壁部512は、巻回軸Wの方向に厚み方向を向けて配置されている。そのため、図6に示すように、巻回中心部480のスペーサ500側の開口から内部に向けて移動するコンタミネーションCを、より確実に、またはより効率よくせき止めることができる。
Note that, in the present embodiment, more specifically, the
また、支持部511は、スペーサ本体501に片持ち状態で支持され、また、第一壁部512は、支持部511に片持ち状態で支持されている。つまり、突出部510は単純な構造であるため、例えば作製が容易である。また、コンタミネーションCは、電解液中を移動する微細な金属粉または金属片等の異物である。そのため、コンタミネーションCが、片持ち状態である支持部511及び第一壁部512に、構造上の問題が生じるほどの力学的な負荷を与えることはない。
Further, the
また、本実施の形態では、蓄電素子10は、電極体400を収容する容器100(図2参照)と、容器100に固定された負極端子200とを備え、第一壁部512は、支持部511から、負極端子200が配置されている側に向けて立設されている。
Further, in the present embodiment,
具体的には、例えば図6に示すように、容器100の蓋体110に負極端子200が固定されており、第一壁部512は、支持部511から、負極端子200が配置されている側であるZ軸方向プラス側に向けて立設されている。
Specifically, for example, as shown in FIG. 6, the
ここで、本実施の形態では、負極端子200と集電体120とはかしめ接合によって接続されている。具体的には、図6に示すように、負極端子200の軸部210が、集電体120の貫通孔121a(図3参照)を貫通した状態でかしめられている。つまり、軸部210の先端部がかしめられることで形成されるかしめ部211は、容器100の内部に位置する。従って、かしめ作業中に金属同士がこすれることで発生したコンタミネーションCが、ごく僅かではあるが、かしめ部211付近に残留する可能性がある。
Here, in the present embodiment,
また、蓄電素子10を、例えば蓄電モジュールにおける複数の蓄電素子10のうちの1つとして配置する場合、または、他の機器の電源として配置する場合、一般に、負極端子200が上向きの姿勢で配置される。そのため、かしめ部211付近にコンタミネーションCが残留している場合、コンタミネーションCは、引力によって下方に移動しやすい状態となる。
In addition, when the
この点に関し、本実施の形態に係る蓄電素子10では、突出部510が有する第一壁部512が、負極端子200の側に向けて立設されている。そのため、突出部510は、かしめの際に発生したコンタミネーションCを効率よくせき止めることができる。
Regarding this point, in
また、本実施の形態では、突出部510はさらに、第一壁部512から、支持部511の延設方向とは逆向きに立設された第二壁部513を有している。具体的には、図6に示すように、支持部511は、スペーサ本体501から巻回中心部480の内方に向けて(Y軸方向マイナス側に向けて)延設されている。またh、第二壁部513は、第一壁部512から、その逆方向に向けて(Y軸方向プラス側に向けて)立設されている。
Further, in the present embodiment, protruding
この構成によれば、第一壁部512でせき止められたコンタミネーションCは、対向して配置された支持部511と第二壁部513とによって移動が規制される。これにより、第一壁部512でせき止められたコンタミネーションCが、突出部510の外部に流出する可能性が低減され、その結果、コンタミネーションCに起因する微短絡等の不具合の発生の可能性がさらに低減される。
According to this configuration, the movement of the contamination C blocked by the
以上、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が備えるスペーサ500の構成は、図2、図5及び図6に示される構成とは異なっていてもよい。そこで、以下に、スペーサ500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。
The
(変形例1)
図7は、実施の形態の変形例1に係るスペーサ500aの構成を示す側面図である。具体的には、図7では、スペーサ500aの特徴部分である突出部510aを含む、スペーサ500aの一部の側面図が表されている。
(Modification 1)
FIG. 7 is a side view showing the configuration of the spacer 500a according to the first modification of the embodiment. Specifically, FIG. 7 shows a side view of a part of the
図7に示すように、本変形例に係るスペーサ500aにおいて、突出部510は、第二壁部513から、支持部511に向かう方向に立設された第三壁部514を有している。
As shown in FIG. 7, in the
このように、第二壁部513から支持部511向きに第三壁部514が立設されていることで、第一壁部512でせき止められたコンタミネーションCが、逆方向(Y軸方向プラス側の方向)に戻る可能性が低減される。また、本変形例では、第二壁部513の先端部に第三壁部514が立設されているため、例えば、第二壁部513の先端部が、巻回中心部480の内側面を損傷させる可能性が低減される。
Since the
(変形例2)
図8は、実施の形態の変形例2に係るスペーサ500bの構成を示す斜視図である。具体的には、図8では、スペーサ500bの特徴部分である突出部510bを含む、スペーサ500bの一部の斜視図が表されている。また、図8では、突出部510bを明確に示すために、スペーサ本体501は、上部が切り欠かれた状態で図示されている。
(Modification 2)
FIG. 8 is a perspective view illustrating a configuration of a
図8に示すように、本変形例に係るスペーサ500bにおいて、第二壁部513bは、巻回軸Wから離れる向きに突出する湾曲形状である。つまり、第二壁部513bは、巻回中心部480の内側面に沿うように湾曲している。
As shown in FIG. 8, in the
この構成によれば、仮に、第二壁部513bが巻回中心部480の内側面に接触した場合でも、第二壁部513bは、内側面に沿う湾曲形状であるため、第二壁部513bが電極体400を損傷させる可能性は低い。つまり、蓄電素子10の信頼性を高めるためのスペーサ500bの実用性が向上される。
According to this configuration, even if the
なお、突出部510bはさらに、第二壁部513bから支持部511向きに立設された第三壁部を有してもよい。この場合、第三壁部によって、第一壁部512でせき止められたコンタミネーションCの逆方向への移動が抑制される。
Note that the protruding
ここで、電極体400は、上述のように、巻回軸Wの方向から見た場合、全体として長円形状であり、そのため、巻回中心部480も、おおよそ長円形状である。この場合、巻回軸Wの方向から見た場合における巻回中心部480の長手方向において、第二壁部513bは、巻回軸Wと、巻回中心部480の長手方向の端部との間に配置されており、かつ、当該端部に向けて湾曲状の形状を有している、と表現できる。なお、第二壁部513bは、側方(X軸方向)から見た場合において湾曲状に形成されていてもよい。つまり、第二壁部513bは、先端部が支持部511の方向に向くように湾曲していてもよい。この場合、当該先端部は、上記変形例1における第三壁部514と同じく、第一壁部512でせき止められたコンタミネーションCの逆方向への移動を抑制する部位として機能する。
Here, the
(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)
The storage element according to the present invention has been described based on the embodiments and the modifications. However, the present invention is not limited to the above embodiment and modifications. Various modifications conceivable by those skilled in the art may be applied to the above-described embodiments or modifications, or a form constructed by combining a plurality of components described above, without departing from the spirit of the present invention. Included in the range.
例えば、実施の形態に係るスペーサ500は、電極体400の正極側及び負極側の両方に配置されているが、スペーサ500は、電極体400の正極側及び負極側の一方のみに配置されていてもよい。この場合であっても、スペーサ500が配置された正極側または負極側において、コンタミネーションCの電極体400の内部への侵入を抑制する効果は奏される。
For example, the
また、スペーサ500が有する突出部510は、第二壁部513を有しなくてもよい。つまり、突出部510は、少なくとも支持部511及び第一壁部512を有することで、電極体400の内部に侵入しようとするコンタミネーションCをせき止めることは可能である。
Further, the
また、スペーサ500は、複数の突出部510を備えてもよい。例えば、巻回軸Wの方向から見た場合における巻回中心部480の長手方向の両端部に対向するそれぞれの位置に、突出部510が配置されてもよい。また、例えば、巻回軸Wの方向から見た場合における巻回中心部480の全周に対向する位置に、連続的に突出部510が配置されるように、突出部510が形成されてもよい。例えば、巻回軸Wの方向から見た場合において、スペーサ本体501に環状の支持部511を配置し、かつ環状の支持部511の先端部に、巻回軸Wから離れる向きに延設されたフランジを設けてもよい。これにより、フランジが第一壁部512として機能する。その結果、コンタミネーションCの電極体400の内部への侵入抑制効果を、より広い範囲で得ることができる。
In addition, the
また、スペーサ500と同じく、支持部及び第一壁部を有する突出部であって巻回中心部480に挿入される突出部を備える部材であれば、「スペーサ」ではなく「絶縁部材」、「絶縁シート」、または「保護シート」等と呼ばれる部材であってもよい。つまり、名称とは関係なく、スペーサ500と同等の構造を有する部材であれば、スペーサ500と等価の部材として扱うことができる。
Similarly to the
また、本実施の形態では、蓄電素子10は、電極体400を1つのみ備えているが、蓄電素子10が備える電極体400の数は2以上であってもよい。例えば、蓄電素子10が電極体400を2つ備える場合、スペーサ500は、2つの電極体400に対応する大きさのスペーサ本体501と、2つの電極体400それぞれに対応する位置に配置された2つの突出部510とを有してもよい。
Further, in the present embodiment,
なお、上記のスペーサ500についての各種の補足事項を、上記の変形例1及び2に係るスペーサ500a及び500bについて適用してもよい。また、上記実施の形態に記載された構成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。
Note that the various supplementary items for the
また、本発明は、上記説明された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スペーサとしても実現することができる。また、本発明は、当該蓄電素子を複数備える蓄電装置としても実現することができる。 Further, the present invention can be realized not only as the above-described power storage element but also as a spacer included in the power storage element. Further, the present invention can be implemented as a power storage device including a plurality of the power storage elements.
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。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be applied to a power storage element such as a lithium ion secondary battery.
10 蓄電素子
100 容器
300 正極端子
400 電極体
480 巻回中心部
500、500a、500b スペーサ
501 スペーサ本体
510、510a、510b 突出部
511 支持部
512 第一壁部
513、513b 第二壁部
514 第三壁部
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記電極体の巻回中心部に挿入された突出部を有するスペーサとを備え、
前記突出部は、
前記電極体の巻回軸の方向に延設された支持部と、
前記支持部から、前記巻回軸の方向と交差する方向に向けて立設された第一壁部とを有する
蓄電素子。 An electrode body having a wound electrode plate,
A spacer having a protruding portion inserted into the winding center of the electrode body,
The protrusion is
A support portion extending in the direction of the winding axis of the electrode body,
A power storage element comprising: a first wall portion erected from the support portion in a direction intersecting the direction of the winding axis.
前記第一壁部は、前記支持部から、前記電極端子が配置されている側に向けて立設されている
請求項1記載の蓄電素子。 Further, a container accommodating the electrode body, and an electrode terminal fixed to the container,
The power storage device according to claim 1, wherein the first wall portion is erected from the support portion toward a side where the electrode terminal is arranged.
請求項1または2記載の蓄電素子。 The power storage element according to claim 1, wherein the protruding portion further includes a second wall portion erected from the first wall portion in a direction opposite to a direction in which the support portion extends.
請求項3記載の蓄電素子。 The electric storage element according to claim 3, wherein the second wall has a curved shape protruding in a direction away from the winding axis.
請求項3または4記載の蓄電素子。 The power storage device according to claim 3, wherein the projecting portion further includes a third wall portion erected from the second wall portion in a direction toward the support portion.
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