JP2021086683A - Secondary battery - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、二次電池に関する。詳しくは、二次電池における内部端子と外部端子とから構成されたかしめ部の構造に関する。 The present invention relates to a secondary battery. More specifically, the present invention relates to the structure of a caulking portion composed of an internal terminal and an external terminal in a secondary battery.
リチウムイオン二次電池やニッケル水素電池等の二次電池は、パソコンや携帯端末等のいわゆるポータブル電源用途のみならず、近年は車両駆動用電源として好ましく用いられている。特に、軽量で高エネルギー密度が得られるリチウムイオン二次電池は、電気自動車(EV)、プラグインハイブリッド自動車(PHV)、ハイブリッド自動車(HV)等の車両の駆動用高出力電源として好ましく、今後も需要が拡大するものと期待されている。 Secondary batteries such as lithium ion secondary batteries and nickel-metal hydride batteries are preferably used not only as so-called portable power sources such as personal computers and mobile terminals, but also as power sources for driving vehicles in recent years. In particular, lithium-ion secondary batteries, which are lightweight and have high energy density, are preferable as high-output power sources for driving vehicles such as electric vehicles (EV), plug-in hybrid vehicles (PHV), and hybrid vehicles (HV), and will continue to be used in the future. Demand is expected to grow.
上記のような用途の二次電池の一例として、例えば、電極体が開口部を有する電池ケースのケース本体に収容され、該開口部が蓋体(封口板)で塞がれた構造を有するものが挙げられる。
このような二次電池では、例えば、電池ケースの内部において電極体と接続された内部端子と、電池ケースの外部において蓋体に取り付けられた外部端子とが、かしめ部を形成することによって接続されている。近年では、二次電池のかしめ構造に関する研究開発が精力的に行われており、特許文献1では、かしめ部をレーザー溶接することによって、二次電池のかしめ強度を向上させる技術が開示されている。
As an example of a secondary battery for the above-mentioned applications, for example, a battery having an electrode body housed in a case body of a battery case having an opening and having the opening closed by a lid (sealing plate). Can be mentioned.
In such a secondary battery, for example, an internal terminal connected to the electrode body inside the battery case and an external terminal attached to the lid body outside the battery case are connected by forming a caulking portion. ing. In recent years, research and development on the caulking structure of a secondary battery has been energetically carried out, and
ところで、かしめ部を構成する内部端子および外部端子の接触部分は、二次電池の長期間にわたる使用の影響を受けやすいことが知られている。例えば上記接触部分で酸化物等の異物が生成されると、当該部分における導通性が低下する虞がある。これは、二次電池の抵抗を上昇させる要因となるため、好ましくない。例えば当該部分において、内部端子および外部端子を溶接すると、上記のような導通性の低下は、ある程度は抑制されると考えられる。
しかしながら、相互に異なる金属同士を、例えばレーザー溶接等の溶接手段によって接合すると、金属間化合物が生成されることがある。このような金属間化合物は脆性であるため、これが生成されると、異種金属同士の溶接強度が低下することがある。二次電池の内部端子および外部端子は、相互に異なる金属からなる場合があり、例えばかしめ部において金属間化合物が生成されると、当該かしめ部の機械的強度が低下する虞がある。
By the way, it is known that the contact portion between the internal terminal and the external terminal constituting the crimped portion is easily affected by the long-term use of the secondary battery. For example, if a foreign substance such as an oxide is generated at the contact portion, the conductivity at the portion may decrease. This is not preferable because it causes an increase in the resistance of the secondary battery. For example, when the internal terminal and the external terminal are welded in the portion, it is considered that the above-mentioned decrease in conductivity is suppressed to some extent.
However, when different metals are joined by welding means such as laser welding, an intermetallic compound may be produced. Since such an intermetallic compound is brittle, when it is produced, the welding strength between dissimilar metals may decrease. The internal terminal and the external terminal of the secondary battery may be made of different metals. For example, if an intermetallic compound is generated in the crimped portion, the mechanical strength of the crimped portion may decrease.
上記のような車両用途の二次電池は、一般的には、例えば複数の単電池を相互に接続した組電池として使用されている。各々の単電池は、例えばバスバーを介して接続される。バスバーは、例えば上掲の特許文献1に記載されるように、外部端子に溶接される。車両使用中には、振動等によって組電池は常に外力の作用を受けている。そのため、上記のようなかしめ部における機械的強度の低下は、当該かしめ部の導通性の低下を促し、組電池の適切な使用に支障をきたす要因となり得る。
The secondary battery for vehicle use as described above is generally used as an assembled battery in which a plurality of single batteries are connected to each other, for example. Each cell is connected, for example, via a bus bar. The bus bar is welded to an external terminal, for example, as described in
そこで、本発明は上記課題を鑑みて創出されたものであり、その目的とするところは、二次電池のかしめ部における導通性を顕著に向上させる技術を提供することである。 Therefore, the present invention has been created in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a technique for remarkably improving the conductivity in the crimped portion of the secondary battery.
本発明者は、二次電池のかしめ部における内部端子および外部端子の間にワイヤーボンディングを行うことに着目した。そして、これによって、かしめ部の導通性を顕著に向上させることを見出し、本発明を完成させるに至った。
ここで開示される二次電池は、電極体と、該電極体を収容する電池ケースであって、該電池ケースの内側から外側に至る端子取付孔が一部に形成された電池ケースと、上記電極体と電気的に接続された端子部材(集電端子)であって、少なくとも一部が上記電池ケースの内側に配置され、かつ、上記端子取付孔を貫通する軸部を有する内部端子と、上記電池ケースの外側に配置され、かつ、上記軸部が貫通する貫通孔が一部に形成された外部端子と、を備え、少なくとも上記内部端子と上記外部端子とがかしめられて接合されたかしめ部が、上記外部端子の表面に形成されている二次電池である。
上記かしめ部を構成する上記内部端子と、該かしめ部の周辺の上記外部端子との間には、ワイヤーボンディングによる導通経路が形成されていることを特徴とする。
The present inventor has focused on performing wire bonding between the internal terminal and the external terminal in the caulked portion of the secondary battery. Then, they have found that the conductivity of the crimped portion is remarkably improved by this, and have completed the present invention.
The secondary battery disclosed here is an electrode body, a battery case accommodating the electrode body, and a battery case in which terminal mounting holes extending from the inside to the outside of the battery case are partially formed, and the above. An internal terminal that is a terminal member (collecting terminal) electrically connected to the electrode body, at least a part of which is arranged inside the battery case, and has a shaft portion penetrating the terminal mounting hole. It is provided with an external terminal that is arranged on the outside of the battery case and has a through hole through which the shaft portion penetrates, and at least the internal terminal and the external terminal are crimped and joined. The part is a secondary battery formed on the surface of the external terminal.
A conduction path is formed by wire bonding between the internal terminal constituting the crimped portion and the external terminal around the crimped portion.
かかる構成の二次電池は、かしめ部における導通性が顕著に向上されており、長期間にわたって使用した場合であっても、抵抗の上昇が顕著に抑制されている。 In the secondary battery having such a configuration, the conductivity in the crimped portion is remarkably improved, and the increase in resistance is remarkably suppressed even when used for a long period of time.
以下、本発明の一実施形態にかかる二次電池について図面を参照しながら説明する。以下の図面においては、同じ作用を奏する部材・部位には同じ符号を付して説明している。なお、図1,2における寸法関係(長さ、幅、厚み等)は実際の寸法関係を反映するものではない。図1〜3において、U,D,R,Lはそれぞれ上、下、右、左を示している。本明細書において数値範囲A〜Bは、A以上B以下を示している。本明細書において特に言及している事項以外の事柄であって本発明の実施に必要な事柄(例えば、電極体や電解質の構成および製法などの二次電池の構築にかかる一般的技術等)は、当該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。
以下の実施形態では、本発明を適用する対象として、リチウムイオン二次電池(以下、単に「二次電池」ともいう。)を一例として説明する。
Hereinafter, the secondary battery according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following drawings, members and parts that perform the same action are described with the same reference numerals. The dimensional relationships (length, width, thickness, etc.) in FIGS. 1 and 2 do not reflect the actual dimensional relationships. In FIGS. 1 to 3, U, D, R, and L indicate top, bottom, right, and left, respectively. In the present specification, the numerical ranges A to B indicate A or more and B or less. Matters other than those specifically mentioned in the present specification and necessary for carrying out the present invention (for example, general techniques for constructing a secondary battery such as the composition and manufacturing method of an electrode body and an electrolyte) are , Can be grasped as a design matter of a person skilled in the art based on the prior art in the field.
In the following embodiments, a lithium ion secondary battery (hereinafter, also simply referred to as “secondary battery”) will be described as an example to which the present invention is applied.
まず初めに、ここに開示される二次電池の全体的な構造を、図1を参照しつつ詳細に説明する。図1は、一実施形態にかかる二次電池の構造を模式的に示す断面図である。
図1に示されるように、ここで開示される二次電池1は、電池ケース20と、電極体30と、電解液(図示なし)とを備える。
電極体30は、例えば、長尺なシート状の正極32と長尺なシート状の負極34とが、セパレータ36を介在させつつ積層され、捲回軸方向に捲回された捲回電極体である。正極32には、正極集電体32aの片面もしくは両面に正極活物質層32bが形成されている。負極34には、負極集電体34aの片面もしくは両面に負極活物質層34bが形成されている。なお、電極体30そのものは、本発明を特徴づけるものではないため、詳細な説明は省略する。
電解液は、例えば、リチウム塩を含む非水電解液であり得る。電解液としては、特に限定はされないが、例えば、エチレンカーボネート(EC)、ジエチルカーボネート(DEC)、ジメチルカーボネート(DMC)、エチルメチルカーボネート(EMC)等のカーボネート系非水溶媒に、リチウム塩を含ませたものが挙げられる。
First, the overall structure of the secondary battery disclosed herein will be described in detail with reference to FIG. FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing the structure of the secondary battery according to the embodiment.
As shown in FIG. 1, the
The
The electrolyte can be, for example, a non-aqueous electrolyte containing a lithium salt. The electrolytic solution is not particularly limited, but for example, a carbonate-based non-aqueous solvent such as ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), dimethyl carbonate (DMC), and ethyl methyl carbonate (EMC) contains a lithium salt. There is something wrong with it.
電池ケース20は、電極体30と電解液とを収容して密閉される。電池ケース20は、一端に開口部を有するケース本体21と、該開口部を塞ぐ蓋体22とを備える。ケース本体21は、例えば扁平な直方体形状であり、蓋体22は、例えば矩形平板状であり得る。ケース本体21と蓋体22とは、例えば溶接によって一体化され得る。また、電池ケース2の材質としては、例えばアルミニウム等の軽量かつ熱伝導性の良い金属材料が挙げられる。
The
蓋体22の水平方向(即ち、X方向)における両端部には、いずれも集電端子接続構造10が設けられている。L側の端部には正極の集電端子接続構造、R側の端部には負極の集電端子接続構造が設けられている。正極の集電端子接続構造と負極の集電端子接続構造とは、蓋体22における、X方向の中心を軸として略対称に配置されている。
集電端子接続構造10は、外部端子11と、内部端子12とを備える。例えば、正極の集電端子接続構造は正極外部端子と正極内部端子とを備え、負極の集電端子接続構造は負極外部端子と負極内部端子とを備える。
正極外部端子および負極外部端子と、正極内部端子および負極内部端子とは、それぞれが概ね同形状に形成されている。正極の集電端子接続構造と負極の集電端子接続構造とは、概ね同様の構造である。そのため、以下の説明では、集電端子接続構造を構成する部材に正負の区別を特につけない場合には、上記のように、単に集電端子接続構造、外部端子、および内部端子という。これらの説明に正負の区別が必要な場合は、「正極」および「負極」のいずれかを付し、区別する。
A current collecting
The current collector
The positive electrode external terminal and the negative electrode external terminal and the positive electrode internal terminal and the negative electrode internal terminal are each formed to have substantially the same shape. The current collecting terminal connection structure of the positive electrode and the current collecting terminal connection structure of the negative electrode are substantially the same structure. Therefore, in the following description, when the members constituting the current collector terminal connection structure are not particularly distinguished between positive and negative, they are simply referred to as the current collector terminal connection structure, the external terminal, and the internal terminal as described above. When it is necessary to distinguish between positive and negative in these explanations, either "positive electrode" or "negative electrode" is added to distinguish them.
更に、上述した集電端子接続構造の構成について図1,2を参照しつつ詳しく詳細に説明する。図2は、一実施形態にかかる集電端子接続構造周辺の構造を模式的に示す要部断面図である。
内部端子12は、電池ケース20の内側において電極体30と接続されている。内部端子12は、リード部12aと、ベース部12bと、軸部12cとを有する。
リード部12aは板状(帯状)であり、その先端12a1(下端12a1)が、電極体30における同極の集電体に溶接(例えば超音波溶接)されている。リード部12aは、先端12a1から蓋体22に向かって(即ち、U方向に)略垂直に伸び、板状(例えば略矩形状、あるいは略円板状)のベース部12bに接続されている。ベース部12bは、リード部との接続部から略直角(図1,2においては、図の奥側から手前に)に曲がって蓋体22の内側の面と略平行に広がり、シール材14を介して蓋体22に取り付けられている。ベース部12bには、該ベース部12bから略垂直に伸びる柱状(例えば円柱状)の軸部12cが設けられている。軸部12cは、ベース部12bから貫通孔14b(端子取付孔22a)と、貫通孔13bと、貫通孔11bとを貫通し、その先端12c1(上端12c1)が外部端子11の表面から突出している。先端12c1はかしめられ、内部端子12と外部端子11とが接続(締結)されている(かしめ部15の形成)。
Further, the configuration of the above-mentioned current collector terminal connection structure will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 2 is a cross-sectional view of a main part schematically showing a structure around a current collecting terminal connection structure according to an embodiment.
The
The
内部端子12は金属からなり、接続対象の素材、導電性、強度、および材料コスト等によって適宜選択することが好ましい。例えば、内部端子12は、良好な溶接強度を実現する観点からは、接続対象である集電体と同じ種類の金属から構成されることが好ましい。
例えば、典型的なリチウムイオン二次電池においては、正極集電体32aはアルミニウムおよびアルミニウム合金等から構成され、負極集電体34aは銅および銅合金等から構成され得る。正極内部端子としては、例えばアルミニウム製および銅製等の内部端子を用いることができる。負極内部端子としては、例えばアルミニウム製および銅製等内部端子を用いることができる。
The
For example, in a typical lithium ion secondary battery, the positive electrode
外部端子11は、板状の金属部材であり、平板部11aと、貫通孔11bとを有する。
外部端子11は、蓋体22の外側の面と略平行に広がり、絶縁部材13を介して蓋体22に取り付けられている。上述したように、貫通孔11bには軸部12cが貫通し、外部端子11の表面にはかしめ部15が形成されている。
外部端子11は金属からなり、特に限定されないが、例えばアルミニウム製であることが好ましい。
The
The
The
図示されるように、かしめ部15においては、かしめられた軸部12cの先端12c1と、かしめ部15周辺の外部端子11との間が、ワイヤー16によって接続されている。
ワイヤー16は、例えばワイヤーボンディングにより取り付けられる。かしめ部15におけるワイヤー16の本数は、かしめ部15における導通性を向上させるのに十分な本数であれば、特に限定されない。当該本数は、例えば1本以上50本以下であってよく、例えば少なくとも5本以上であることが好ましい。また、ワイヤー16の本数は、30本以下、20本以下、10本以下であってよい。ワイヤー16の本数は、例えば5本以上10本以下であってよい。
ワイヤー16の長さは、内部端子12(軸部12c)と外部端子11とを接続し、かしめ部における良好な導通性を実現し得る限りは、特に限定されない。また、ワイヤー16の直径は、特に限定されない。
As shown in the figure, in the crimped
The
The length of the
特に限定するものではないが、ワイヤー16は、外部端子11と内部端子12とが同一の金属からなる場合、ならびに、外部端子11と内部端子12とが相互に異なる金属からなる場合のいずれであっても取り付けられてよい。
ワイヤー16は、例えば、外部端子11と内部端子12とが相互に異なる金属からなる場合に取り付けられることが好ましい。このような場合において、外部端子11および内部端子12を構成する金属の組み合わせは、例えばアルミニウムと銅であってよい。相互に異なる金属であるアルミニウムと銅とを溶接(例えばレーザー溶接)すると、硬くて脆い金属間化合物が生成され得る。接合対象となる2つの金属がこのような組み合わせの場合であっても、ワイヤーボンディングであれば、上記金属間化合物の生成を低減させることができる。ワイヤー16は、例えば、負極外部端子がアルミニウム製であり、負極内部端子が銅製である場合に、好ましく取り付けられ得る。
なお、「金属間化合物」とは、少なくとも2以上の金属元素で構成される固体物質であり、構成金属とは明確に異なる構造および性質を有する化合物をいう。アルミニウムおよび銅によって生成され得る金属間化合物としては、例えばCuAl2等が挙げられる。
Although not particularly limited, the
The
The "intermetallic compound" is a solid substance composed of at least two or more metal elements, and means a compound having a structure and properties clearly different from those of the constituent metals. Examples of the intermetallic compound that can be produced by aluminum and copper include CuAl 2 .
ワイヤー16は金属からなる。その金属としては、例えば、金(Au)、銅(Cu)、アルミニウム(Al)、および銀(Ag)等が挙げられ、外部端子11および内部端子12の構成材料によって適宜選択され得る。
特に限定するものではないが、例えば外部端子11と内部端子12とが同一の金属からなる場合は、ワイヤー16は、当該金属と同じ金属、および、当該金属よりも小さいヤング率を有する金属であることが好ましい。
例えば、外部端子11と内部端子12とが相互に異なる金属からなる場合は、ワイヤー16は、当該相互に異なる金属によって生成され得る金属間化合物よりも、ヤング率が小さい金属からなることが好ましい。例えば、上記相互に異なる金属が、アルミニウムおよび銅である場合、ワイヤー16は、アルミニウムおよび銅によって生成され得る金属間化合物よりもヤング率が小さい金属からなることが好ましく、例えば、アルミニウムおよび銅のいずれかからなるものであってよい。
The
Although not particularly limited, for example, when the
For example, when the
なお、ワイヤー16を構成し得る上記金属のヤング率E(GPa)は、概ね以下のとおりである。例えば、金(Au)は79、銅(Cu)は128、アルミニウム(Al)は71、銀は82.7である。
The Young's modulus E (GPa) of the metal that can form the
シール材14は、蓋体22と内部端子12(ベース部12b)との間に配置されている。シール材14は、鍔部14aと、貫通孔14bと、筒部14cとを有する。鍔部14aは、蓋体22の内側の面と略平行に広がり、蓋体22とベース部12bとの間に挟まれた状態で配置されている。筒部14cは、鍔部14aから略垂直に延び、端子取付孔22aを貫通する軸部12cと、端子取付孔22aとの間に配置されて、蓋体22の外側に至っている。シール材14は、軸部12cおよび端子取付孔22aの間と、内部端子12および蓋体22の間とを絶縁している。
シール材14は弾性、絶縁性、および耐電解液性を有する材料によって形成される。その材料としては、例えば、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共重合体(PFA)等のフッ素樹脂材料が挙げられる。
The sealing
The sealing
電池ケース2(蓋体22)は、電池ケース20の内側から外側に至る端子取付孔22aを有する。端子取付孔22aには、軸部12cが貫通される。
The battery case 2 (lid body 22) has a
絶縁部材13は、電池ケース20の外側において、外部端子11および蓋体22の間に配置されている。絶縁部材13は、窪み部13aと、貫通孔13bとを有する。窪み部13aは、蓋体22の内側の面と略平行に広がる。ここに、外部端子11(平板部11a)が配置される。貫通孔13bには、軸部12cが貫通する。絶縁部材13は、外部端子11と蓋体22とを絶縁する部材である。
絶縁部材13は、絶縁性を有する材料によって形成されており、その材料としては、例えばポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)等のポリオレフィン、およびポリフェニレンサルファイド樹脂(PPS)等の樹脂材料が挙げられる。
The insulating
The insulating
次いで、ここで開示される二次電池を製造する方法について説明する。
おおまかにいって、内部端子12および外部端子11を取り付けてかしめ部15の形成を行い、内部端子12を電極体30に取り付けることによって、ここで開示される二次電池1を構築する。
Next, a method for manufacturing the secondary battery disclosed here will be described.
Roughly speaking, the
かしめ部15の形成については、ベース部12bと、外部端子11とをプレス装置の一対の加圧部(図示なし)で挟み込み、これらが相互に近づく方向(Z方向)に押圧する。そして、先端12c1にかしめ部材(図示なし)が押し当て、該先端12c1を圧壊することによって、かしめ部15が形成される。
Regarding the formation of the
次いで、かしめ部15を構成する内部端子12と、かしめ部15周辺の外部端子11とに対して、ワイヤーボンディングを行う。具体的には、所望する本数のワイヤー16を、当該部分に接合させる。
ワイヤーボンディングを行うための装置としては、市販のワイヤーボンディング装置を特に制限なく使用することができる。また、ワイヤーのボンディング手段は、例えば超音波溶接、および抵抗溶接等の固相接合であってよく、特に限定されない。ワイヤーボンディングを行う諸条件(例えばボンディング温度、ボンディング速度、ボンド荷重、およびワイヤーボンディング装置からの出力量等)は特に限定されず、必要に応じて適宜調整することができる。
Next, wire bonding is performed on the
As an apparatus for performing wire bonding, a commercially available wire bonding apparatus can be used without particular limitation. Further, the wire bonding means may be solid-phase bonding such as ultrasonic welding and resistance welding, and is not particularly limited. The conditions for performing wire bonding (for example, bonding temperature, bonding speed, bond load, output amount from the wire bonding apparatus, etc.) are not particularly limited, and can be appropriately adjusted as necessary.
次いで、リード部12a(先端12a1)を電極体30に取り付ける。なお、電極体30の構築方法ならびに端子の取り付け方法は従来と同様でよく、本発明を特徴づけるものではないため、詳細な説明は省略する。
そして、電極体30を電池ケース20に収容し、蓋体22を溶接する。電池ケース20に電解液を注液し、該電池ケースの開口部を封止する。そして、所定の条件の下、初期活性化およびエージング処理を行うことによって、使用可能状態の二次電池を構築する。
Next, the
Then, the
ここで開示される二次電池には、内部端子と外部端子とから構成されるかしめ部において、該かしめ部を構成する内部端子と、当該かしめ部の周辺の外部端子との間がワイヤーボンディングで接続されることによって、良好な導通経路が形成される。これによって、かしめ部における導通性が顕著に向上されている。そのため、二次電池を長期間にわたって使用しても、かしめ部における導通性の低下を抑制することができ、ひいては二次電池の抵抗の増大を抑制することができる。 In the secondary battery disclosed here, in a caulking portion composed of an internal terminal and an external terminal, wire bonding is performed between the internal terminal constituting the caulking portion and the external terminal around the caulking portion. By being connected, a good conduction path is formed. As a result, the conductivity in the crimped portion is remarkably improved. Therefore, even if the secondary battery is used for a long period of time, it is possible to suppress a decrease in conductivity at the crimped portion, and thus an increase in resistance of the secondary battery.
上記のようなかしめ部において、従来のように内部端子および外部端子を溶接することによって、かしめ部の導通性の低下は、ある程度は抑制され得る。しかしながら、内部端子および外部端子が相互に異なる金属からなる場合、溶接によってかしめ部に脆性の金属間化合物が生成されることがある。 By welding the internal terminal and the external terminal in the crimped portion as described above as in the conventional case, the decrease in the conductivity of the crimped portion can be suppressed to some extent. However, if the internal and external terminals are made of different metals, welding may produce brittle intermetallic compounds in the caulked portion.
ここで、本発明の作用効果の一部について、図3を参照しつつ説明する。図3は、本発明の作用効果を説明する模式図である。
例えば二次電池は、組電池を構成する単電池であり得る。この場合、一の単電池は、他の単電池(図示なし)と、バスバー40を介して接続されることがあり、該バスバー40は、例えば外部端子11に溶接され得る。例えば振動等によって、単電池としての二次電池に対してバスバー40の長辺方向(即ち、X方向)において、L方向に外力Pが入力され、かしめ部15を中心として、外部端子11が外力Pによって反時計回りにdだけ変位したとする。このとき、かしめ部15には、外力Pと反対方向(R方向)において反力F1がかかり得る。
Here, a part of the action and effect of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a schematic diagram illustrating the action and effect of the present invention.
For example, the secondary battery can be a cell that constitutes an assembled battery. In this case, one cell may be connected to another cell (not shown) via a
かしめ部15にかかり得る反力F1の大きさは、
以下の式(1):
F1=3E1Id/(L1)3 (1)
で表すことができる。上記式中、E1はワイヤー16を構成する金属のヤング率、Iは断面二次モーメント、dは外部端子の変位量、L1はワイヤー16の長さである。
一方、従来のようにかしめ部を溶接した場合について、上記のように二次電池に外力Pが入力され、かしめ部が中心となり、外部端子が外力によって反時計回りにdだけ変位すると、かしめ部にかかり得る反力F2の大きさは、
以下の式(2):
F2=3E2Id/(L2)3 (2)
で表すことができる。上記式中、E2は溶接によって生成した金属間化合物のヤング率、Iは断面二次モーメント、dは外部端子の変位量、L2は生成した金属間化合物の長径である。
The magnitude of the reaction force F 1 that can be applied to the crimped
The following equation (1):
F 1 = 3E 1 Id / (L 1 ) 3 (1)
Can be represented by. In the above formula, E 1 is the Young's modulus of the metal constituting the
On the other hand, in the case where the crimped portion is welded as in the conventional case, when the external force P is input to the secondary battery as described above, the crimped portion becomes the center, and the external terminal is displaced counterclockwise by d due to the external force, the crimped portion The magnitude of the reaction force F 2 that can be applied to
The following equation (2):
F 2 = 3E 2 Id / (L 2 ) 3 (2)
Can be represented by. In the above formula, E 2 is the Young's modulus of the intermetallic compound produced by welding, I is the moment of inertia of area, d is the displacement amount of the external terminal, and L 2 is the major axis of the produced intermetallic compound.
ワイヤー16の構成材料としては、溶接によって生成し得る金属間化合物化合物よりもヤング率が小さい金属を使用するため、式(1)のE1は式(2)のE2よりも小さくなり得る。ワイヤー16には所定の長さがあるため、式(1)のL1は式(2)のL2よりも大きくなり得る。そのため、上記反力F1は、上記反力F2よりも小さくなり得る。
本発明にかかる二次電池では、上記のようなワイヤーボンディングでかしめ部15にワイヤー16を配置することによって、外力Pによってかしめ部15にかかる負荷を軽減し、かしめ部15における機械的強度の低下を抑制することができる。本発明は、二次電池におけるかしめ部の導通性を、従来よりも向上することができる。
Since a metal having a Young's modulus smaller than that of an intermetallic compound compound that can be produced by welding is used as the constituent material of the
In the secondary battery according to the present invention, by arranging the
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、請求の範囲を限定するものではない。請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
例えば、ここに開示される二次電池は、リチウムイオン二次電池に限定されず、例えば、ニッケル水素電池、ナトリウムイオン二次電池、およびマグネシウムイオン二次電池等であってもよい。
Although specific examples of the present invention have been described in detail above, these are merely examples and do not limit the scope of claims. The techniques described in the claims include various modifications and modifications of the specific examples illustrated above.
For example, the secondary battery disclosed herein is not limited to a lithium ion secondary battery, and may be, for example, a nickel hydrogen battery, a sodium ion secondary battery, a magnesium ion secondary battery, or the like.
1 二次電池
10 集電端子接続構造
11 外部端子
11a 平板部
11b 貫通孔
12 内部端子
12a リード部
12a1 先端
12b ベース部
12c 軸部
12c1 先端
13 絶縁部材
13a 窪み部
13b 貫通孔
14 シール材
14a 鍔部
14b 貫通孔
14c 筒部
15 かしめ部
16 ワイヤー
20 電池ケース
21 ケース本体
22 蓋体
22a 端子取付孔
30 電極体
32 正極
32a 正極集電体
32b 正極活物質層
34 負極
34a 負極集電体
34b 負極活物質層
36 セパレータ
40 バスバー
P 外力
1
Claims (1)
少なくとも前記内部端子と前記外部端子とがかしめられて接合されたかしめ部が、前記外部端子の表面に形成されている二次電池であって、
前記かしめ部を構成する前記内部端子と、該かしめ部の周辺の前記外部端子との間には、ワイヤーボンディングによる導通経路が形成されていることを特徴とする、二次電池。 An electrode body, a battery case accommodating the electrode body, a battery case in which a terminal mounting hole extending from the inside to the outside of the battery case is partially formed, and a terminal electrically connected to the electrode body. An internal terminal which is a member and has a shaft portion which is arranged inside the battery case and has a shaft portion penetrating the terminal mounting hole, and a shaft portion which is arranged outside the battery case and has a shaft portion. With an external terminal in which a through hole is partially formed,
A secondary battery in which at least the crimped portion in which the internal terminal and the external terminal are crimped and joined is formed on the surface of the external terminal.
A secondary battery, characterized in that a conduction path is formed by wire bonding between the internal terminal constituting the crimped portion and the external terminal around the crimped portion.
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