JP2021028888A - 電池 - Google Patents
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Abstract
Description
電極を含む電極組立体と、
前記電極組立体を格納し、端子引出孔を有するケースと、
台座部および該台座部から突設したリベット部を有し、該リベット部が前記ケースの端子引出孔を貫通するように設けられた電極端子と、
前記ケースと前記電極端子との間に設けられ、前記ケースと前記電極端子との隙間をシールするシール部材であって、前記リベット部の外周に装着される筒部および該筒部の一端から外径方向に平板状に延びた平板部を有し、該平板部は前記ケースの外側または内側のうち、前記電極端子の台座部が配置されている側に設けられているシール部材と、
前記ケース内部の前記電極を前記電極端子と電気的に接続させる接続板であって、前記リベット部の外周に装着される接続板と、
を備え、
前記電極端子の台座部は、前記シール部材の平板部における外周端面と接触する接触壁を備えた変形抑制部を有する、電池に関する。
本発明は、リベット部を有する電極端子を備えた一次電池および二次電池等の電池を提供する。本明細書中、「二次電池」という用語は充電・放電の繰り返しが可能な電池のことを指している。「二次電池」は、その名称に過度に拘泥されるものではなく、例えば、「蓄電デバイス」なども包含し得る。「一次電池」という用語は放電のみが可能な電池のことを指している。本発明の電池は二次電池であることが好ましい。本発明は電池の小型化に有用であるところ、昨今では二次電池の小型化が特に進んでいるためである。
本実施態様の二次電池200は、図1Aに示すように、電池ケース(以下、単に「ケース」ということがある)10内において、電極組立体(図示せず)および電解質(図示せず)が封入されており、電極端子構造体100により電極端子20が内部から導出されている。電極端子構造体100は、ケース10の内部と外部との間で電子を出し入れするためのデバイスである。図1Aは、本発明の一実施態様に係る電池(例えば二次電池)の外観を示す模式的斜視図である。
ケース10は、二次電池の外観を構成する外装体である。ケース10は、端子引出孔11(図3参照)を有している。なお、図3においてケース10は端子引出孔11の近傍のみが示されており、その他の部分は省略されている。
電極端子20は、ケース10の端子引出孔11よりも断面視幅寸法が大きな台座部21および当該台座部から突設したリベット部22を有する。電極端子20は、リベット部22がケース10の端子引出孔11を貫通するように設けられている。電極端子20は、リベット部22がケース10の端子引出孔11を、図1B、図2A、図3、図4Aおよび図4Bに示すように、ケース10の外側から貫通するように設けられてもよいし、またはケース10の内側から貫通するように設けられてもよい。シール性のさらなる向上の観点からは、電極端子20は、リベット部22がケース10の端子引出孔11をケース10の外側から貫通するように設けられていることが好ましい。
第1シール部材30は、ケース10と電極端子20との間に設けられ、ケース10と電極端子20との隙間をシールする。第1シール部材30は通常、ケース10と電極端子20との絶縁を確保する。
接続板40は、ケース10内部の電極(図示せず)(通常は正極または負極の一方)を電極端子20と電気的に接続させる部材である。接続板40は通常、端子引出孔41(図3参照)を有し、当該端子引出孔41にリベット部22が挿し込まれることにより、当該リベット部22の外周に装着される。接続板40は、図1B、図2A、図3、図4Aおよび図4Bにおいて、平板形状を有しているが、ケース10の内部において電極と電気的に接続される限り、あらゆる形状を有していてもよい。
第2シール部材50は、ケース10と接続板40との間に設けられ、ケース10と接続板40との隙間をシールする。第2シール部材50は通常、ケース10と接続板40との絶縁を確保する。
電極組立体(図示せず)は通常、正極、負極および該正極と該負極との間に配置されたセパレータを含む。電極組立体において、正極と負極とはセパレータを介して交互に配置されている。電極組立体の構造は特に限定されない。例えば、電極組立体は積層構造(平面積層構造)、巻回構造(ジェリーロール構造)、またはスタックアンドフォールディング構造を有していてもよい。具体的には、例えば、電極組立体は、正極、負極および正極と負極との間に配置されたセパレータを含む1つまたは複数の電極ユニット(電極構成層)を平面状に積層した平面積層構造を有していてもよい。また例えば、電極組立体は、正極、負極および正極と負極との間に配置されたセパレータを含む電極ユニット(電極構成層)をロール状に巻回した巻回構造(ジェリーロール型)を有していてもよい。また例えば、電極組立体は、正極、セパレータ、負極を長いフィルム上に積層してから折りたたんだ、いわゆるスタックアンドフォールディング構造を有していてもよい。本発明の二次電池は、電池のさらなる小型化の観点から、巻回構造を有することが好ましい。
具体的な非水電解質の溶質としては、例えば、LiPF6およびLiBF4などのLi塩が好ましく用いられる。
本実施態様の二次電池は、以下の電極端子構造体100’を有すること以外、第1実施態様の二次電池200と同様である。
電極端子構造体100’は、図4Aおよび図4Bに示すように、電極端子20における台座部21の変形抑制部211とケース10との間に、変形抑制部211が有する接触壁210を延長するための延長壁61を提供する延長部材60が配置されること以外、第1実施態様の二次電池200における電極端子構造体100と同様である。図4Aは、本発明の別の実施態様に係る電池(例えば二次電池)について、電極端子のリベット部をかしめる前における電池の電極端子構造体部分の模式的拡大断面図である。図4Bは、図4Aに示す本発明の電池(例えば二次電池)について、電極端子のリベット部をかしめた後における電池の電極端子構造体部分の模式的拡大断面図である。
11:ケースの端子引出孔
20:電極端子
21:台座部
211:変形抑制部
210:接触壁
22:リベット部
30:第1シール部材
31:筒部
32:平板部
40:接続板
41:接続板の端子引出孔
50:第2シール部材
51:第2シール部材の端子引出孔
60:延長部材
61:延長壁
100:100’:電極端子構造体
200:二次電池
Claims (20)
- 電極を含む電極組立体と、
前記電極組立体を格納し、端子引出孔を有するケースと、
台座部および該台座部から突設したリベット部を有し、該リベット部が前記ケースの端子引出孔を貫通するように設けられた電極端子と、
前記ケースと前記電極端子との間に設けられ、前記ケースと前記電極端子との隙間をシールするシール部材であって、前記リベット部の外周に装着される筒部および該筒部の一端から外径方向に平板状に延びた平板部を有し、該平板部は前記ケースの外側または内側のうち、前記電極端子の台座部が配置されている側に設けられているシール部材と、
前記ケース内部の前記電極を前記電極端子と電気的に接続させる接続板であって、前記リベット部の外周に装着される接続板と、
を備え、
前記電極端子の前記台座部は、前記シール部材の前記平板部における外周端面と接触する接触壁を備えた変形抑制部を有する、電池。 - 前記変形抑制部は、前記シール部材の広がり変形を抑制する、請求項1に記載の電池。
- 前記リベット部の先端をかしめることにより、前記ケースと前記電極端子との間に挟まれている前記シール部材の少なくとも平板部が圧縮されてシーリング部となる、請求項1または2に記載の電池。
- 前記平板部の圧縮は前記平板部の厚み方向の圧縮を含む、請求項3に記載の電池。
- 前記平板部の厚み方向の圧縮は前記かしめによる前記リベット部の軸方向の圧縮に基づく圧縮である、請求項4に記載の電池。
- 前記台座部が前記ケースの外側に配置されている、請求項1〜5のいずれかに記載の電池。
- 前記変形抑制部の接触壁は前記ケースに向かって延在している、請求項1〜5のいずれかに記載の電池。
- 前記変形抑制部の接触壁は、前記シール部材の平板部の厚みをK1としたとき、0.1×K1以上、1.0×K1以下の高さH1を有している、請求項1〜7のいずれかに記載の電池。
- 前記シール部材の平板部は0.1mm以上、2mm以下の厚みK1を有している、請求項1〜8のいずれかに記載の電池。
- 前記変形抑制部の接触壁は、前記シール部材の平板部における外周端面の少なくとも一部と相互に相補的形状を有している、請求項1〜9のいずれかに記載の電池。
- 前記電池はさらなるシール部材をさらに備え、
該さらなるシール部材は、前記ケースと前記接続板との間に設けられ、前記ケースと前記接続板との隙間をシールするシール部材であって、前記シール部材の筒部の外周を覆うように、前記ケースの外側または内側のうち、前記電極端子の台座部が配置されている側とは反対側に配置されている、請求項1〜10のいずれかに記載の電池。 - 前記変形抑制部の接触壁と前記電極端子の軸xとの距離D1は、断面視において、前記電極端子の軸xと前記シール部材の平板部における外周端面の先端との距離をK2としたとき、0.8×K2(mm)以上、1.0×K2(mm)以下である、請求項1〜11のいずれかに記載の電池。
- 前記シール部材の平板部における外周端面の先端と前記電極端子の軸xとの距離K2は、断面視において、端子引出孔の断面視幅寸法をL1(mm)としたとき、0.5×L1(mm)以上、10×L1(mm)以下である、請求項1〜12のいずれかに記載の電池。
- 前記電極端子の台座部における外周端面と前記電極端子の軸xとの距離D2は、断面視において、前記変形抑制部の接触壁と前記電極端子の軸xとの距離をD1(mm)としたとき、1.1×D1(mm)以上、2.0×D1(mm)以下である、請求項1〜13のいずれかに記載の電池。
- 前記リベット部の断面視幅寸法S1は1mm以上、5mm以下である、請求項1〜14のいずれかに記載の電池。
- 前記電極端子は、前記リベット部がケース外側から前記ケースの端子引出孔を貫通するように設けられている、請求項1〜15のいずれかに記載の電池。
- 前記ケースはハードケースである、請求項1〜16のいずれかに記載の電池。
- 前記電池は、前記電極組立体および電解質が前記ケースに封入されている二次電池である、請求項1〜17のいずれかに記載の電池。
- 前記電解質は非水電解質である、請求項18に記載の電池。
- 前記電極は正極および負極を含み、
前記正極および前記負極はリチウムイオンを吸蔵放出可能な電極である、請求項18または19に記載の電池。
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