JP2022022659A - Power storage device - Google Patents

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東吾 遠藤
Togo Endo
祐介 中村
Yusuke Nakamura
亨 小林
Toru Kobayashi
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Abstract

To provide a power storage device having a novel mechanism which can reduce internal pressure inside a case when the internal pressure inside the case excessively rises.SOLUTION: A power storage device 100 includes: a case 10 which includes a cylindrical part 10a and a bottom part 10b, and has an opening part 10h; a power storage element 20 disposed inside the case 10; a sealing member 30 disposed in the opening part 10h; and a collector member 40 electrically connected to the power storage element 20. The collector member 40 includes: a tabular part 41; a columnar part 42; and a bonding part 43 which bonds the tabular part 41 to the columnar part 42. The opening part 10h is sealed with the sealing member 30 and the collector member 40. The bonding part 43 breaks when internal pressure inside the case 10 rises to reach a value within a predetermined range, thereby causing a material inside the case 10 to be discharged to the outside of the case 10.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、蓄電デバイスに関する。 The present invention relates to a power storage device.

蓄電デバイスの一例として、電気二重層キャパシタが知られている。電気二重層キャパシタは、二次電池と比べて、寿命が長く、急速充電が可能であり、出力特性も優れている。そのため、電気二重層キャパシタなどの蓄電デバイスは、バックアップ用の電源などに広く用いられている。 An electric double layer capacitor is known as an example of a power storage device. Compared to secondary batteries, electric double layer capacitors have a longer life, can be charged quickly, and have excellent output characteristics. Therefore, electric storage devices such as electric double layer capacitors are widely used as a power source for backup.

特許文献1(国際公開第2013/088724号)は、外部端子部と、外装体と、外部端子部が挿入された挿入孔を有するとともに、外装体の開口部を外部端子部とともに封止した封口部材と、を備える、蓄電デバイスを開示している。 Patent Document 1 (International Publication No. 2013/08874) has an external terminal portion, an exterior body, and an insertion hole into which the external terminal portion is inserted, and a sealing port in which the opening portion of the exterior body portion is sealed together with the external terminal portion. Discloses a power storage device comprising a member.

蓄電デバイスでは、従来から、ケース内の内圧が上昇したときに、電流を遮断したり、ケース内のガスをケース外に放出したりする機構が採用されている。 Conventionally, the power storage device has adopted a mechanism that cuts off the current or discharges the gas inside the case to the outside of the case when the internal pressure inside the case rises.

国際公開第2013/088724号International Publication No. 2013/08874

現在、ケース内の内圧が上昇したときに電流を遮断する新たな機構が求められている。このような状況において、本開示の目的の1つは、ケース内の内圧が過剰に上昇したときに、ケース内の内圧を低減したり、電流を遮断したりすることが可能な新たな機構を備えた蓄電デバイスを提供することである。 Currently, there is a demand for a new mechanism that cuts off the current when the internal pressure inside the case rises. In such a situation, one of the purposes of the present disclosure is to provide a new mechanism capable of reducing the internal pressure in the case or interrupting the current when the internal pressure in the case rises excessively. It is to provide a power storage device equipped with the device.

本開示の一側面は、蓄電デバイスに関する。当該蓄電デバイスは、筒状部と前記筒状部の一端を塞ぐ底部とを含み、前記筒状部の他端に開口部を有するケースと、前記ケース内に配置された蓄電要素と、前記開口部に配置された封止部材と、前記蓄電要素と電気的に接続された集電部材と、を含み、前記集電部材は、板状部と、柱状部と、前記板状部と前記柱状部とを接合する接合部とを含み、前記開口部は、前記封止部材と前記集電部材とによって封口されており、前記ケース内の内圧が上昇して所定の範囲の値に到達したときに前記接合部が破断することによって、前記ケース内の物質が前記ケースの外部に放出される。 One aspect of the present disclosure relates to a power storage device. The power storage device includes a tubular portion and a bottom portion that closes one end of the tubular portion, and has a case having an opening at the other end of the tubular portion, a storage element arranged in the case, and the opening. The current collecting member includes a sealing member arranged in the portion and a current collecting member electrically connected to the power storage element, and the current collecting member includes a plate-shaped portion, a columnar portion, and the plate-shaped portion and the columnar portion. The opening is sealed by the sealing member and the current collecting member, including a joint portion for joining the portions, and when the internal pressure in the case rises and reaches a value within a predetermined range. When the joint is broken, the substance inside the case is released to the outside of the case.

本開示の他の一側面は、他の蓄電デバイスに関する。当該他の蓄電デバイスは、筒状部と前記筒状部の一端を塞ぐ底部とを含み、前記筒状部の他端に開口部を有するケースと、前記ケース内に配置された蓄電要素と、前記開口部に配置された封止部材と、前記蓄電要素と電気的に接続された集電部材と、を含み、前記集電部材は、板状部と、柱状部と、前記板状部と前記柱状部とを接合する接合部とを含み、前記開口部は、前記封止部材と前記集電部材とによって封口されており、前記ケース内の内圧が上昇して所定の範囲の値に到達したときに前記接合部が破断することによって、前記板状部と前記柱状部との電気的接続が遮断される。 Another aspect of the disclosure relates to other power storage devices. The other storage device includes a tubular portion and a bottom portion that closes one end of the tubular portion, and has a case having an opening at the other end of the tubular portion, a storage element arranged in the case, and the like. The current collecting member includes a sealing member arranged in the opening and a current collecting member electrically connected to the power storage element, and the current collecting member includes a plate-shaped portion, a columnar portion, and the plate-shaped portion. The opening is sealed by the sealing member and the current collecting member, and the internal pressure in the case rises to reach a value in a predetermined range, including a joint portion for joining the columnar portion. When the joint portion is broken, the electrical connection between the plate-shaped portion and the columnar portion is cut off.

本開示によれば、ケース内の内圧が過剰に上昇したときに、ケース内の内圧を低減したり、電流を遮断したりすることが可能な新たな機構を備えた蓄電デバイスが得られる。 According to the present disclosure, when the internal pressure in the case rises excessively, a power storage device having a new mechanism capable of reducing the internal pressure in the case or interrupting the current can be obtained.

本開示に係る蓄電デバイスの一例を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the example of the power storage device which concerns on this disclosure. 図1に示した蓄電デバイスに用いられる集電部材の一例を模式的に示す上面図である。FIG. 3 is a top view schematically showing an example of a current collector used in the power storage device shown in FIG. 1. 図1に示した蓄電デバイスに用いられる封止部材の一例を模式的に示す上面図である。It is a top view schematically showing an example of the sealing member used for the power storage device shown in FIG. 1. 図1に示した蓄電デバイスの機能を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the function of the power storage device shown in FIG. 図1に示した蓄電デバイスの機能を説明するための他の模式図である。It is another schematic diagram for demonstrating the function of the power storage device shown in FIG. 1. 本開示に係る蓄電デバイスの構造の一例を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating an example of the structure of the power storage device which concerns on this disclosure. 本開示に係る蓄電デバイスの一例の機能を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the function of an example of the power storage device which concerns on this disclosure. 本開示に係る蓄電デバイスに用いられる集電部材の他の一例を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically another example of the current collector used in the power storage device which concerns on this disclosure.

以下では、本開示に係る実施形態について例を挙げて説明するが、本開示は以下で説明する例に限定されない。以下の説明では、具体的な数値や材料を例示する場合があるが、本開示の効果が得られる限り、他の数値や材料を適用してもよい。以下の明細書において、「数値A~数値Bの範囲」という場合、当該範囲には数値Aおよび数値Bが含まれる。 Hereinafter, embodiments according to the present disclosure will be described with reference to examples, but the present disclosure is not limited to the examples described below. In the following description, specific numerical values and materials may be exemplified, but other numerical values and materials may be applied as long as the effects of the present disclosure can be obtained. In the following specification, when the term "numerical value A to numerical value B" is used, the numerical value A and the numerical value B are included in the range.

(第1および第2の蓄電デバイス)
本開示に係る第1および第2の蓄電デバイスについて、以下に説明する。なお、この明細書では、本開示に係る第1および第2の蓄電デバイスを、まとめて、「本開示に係る蓄電デバイス」または「本開示の蓄電デバイス」と称する場合がある。本開示に係る第1および第2の蓄電デバイスはそれぞれ、筒状部と筒状部の一端を塞ぐ底部とを含み、筒状部の他端に開口部を有するケースと、ケース内に配置された蓄電要素と、開口部に配置された封止部材と、蓄電要素と電気的に接続された集電部材と、を含む。当該集電部材を、以下では、「集電部材(C)」と称する場合がある。また、ケースの開口部を、「開口部(O)」と称する場合がある。集電部材(C)は、板状部と、柱状部と、板状部と柱状部とを接合する接合部とを含む。当該接合部を、以下では「接合部(B)」と称する場合がある。開口部(O)は、封止部材と集電部材とによって封口されている。
(First and second power storage devices)
The first and second power storage devices according to the present disclosure will be described below. In this specification, the first and second power storage devices according to the present disclosure may be collectively referred to as "the power storage device according to the present disclosure" or "the power storage device of the present disclosure". The first and second power storage devices according to the present disclosure include a tubular portion and a bottom portion that closes one end of the tubular portion, respectively, and a case having an opening at the other end of the tubular portion and a case arranged in the case. It includes a power storage element, a sealing member arranged at the opening, and a power collection member electrically connected to the power storage element. Hereinafter, the current collector member may be referred to as a "current collector member (C)". Further, the opening of the case may be referred to as an "opening (O)". The current collector member (C) includes a plate-shaped portion, a columnar portion, and a joint portion for joining the plate-shaped portion and the columnar portion. The joint portion may be referred to as a "joint portion (B)" below. The opening (O) is sealed by a sealing member and a current collecting member.

本開示に係る第1の蓄電デバイスでは、ケース内の内圧が上昇して所定の範囲の値に到達したときに接合部(B)が破断することによって、ケース内の物質がケースの外部に放出される。一方、本開示に係る第2の蓄電デバイスでは、ケース内の内圧が上昇して所定の範囲の値に到達したときに接合部(B)が破断することによって、板状部と柱状部との電気的接続が遮断される。この点を除いて、第1の蓄電デバイスと第2の蓄電デバイスとの間に差異はない。この点を除く記載は、第1および第2の蓄電デバイスのいずれにも適用できる。なお、本開示に係る蓄電デバイスでは、ケース内の内圧が上昇して所定の範囲の値に到達したときに接合部(B)が破断することによって、ケース内の物質がケースの外部に放出されるとともに、板状部と柱状部との電気的接続が遮断されてもよい。 In the first power storage device according to the present disclosure, when the internal pressure inside the case rises and reaches a value within a predetermined range, the joint portion (B) breaks, so that the substance inside the case is released to the outside of the case. Will be done. On the other hand, in the second power storage device according to the present disclosure, when the internal pressure in the case rises and reaches a value in a predetermined range, the joint portion (B) breaks, so that the plate-shaped portion and the columnar portion are formed. The electrical connection is cut off. Except for this point, there is no difference between the first power storage device and the second power storage device. The description other than this point can be applied to both the first and second power storage devices. In the power storage device according to the present disclosure, when the internal pressure inside the case rises and reaches a value within a predetermined range, the joint portion (B) breaks, so that the substance inside the case is released to the outside of the case. At the same time, the electrical connection between the plate-shaped portion and the columnar portion may be cut off.

以下では、蓄電デバイスの内部と外部とを仕切ってケース内の物質を保持している部分を、「外装体」と称する場合がある。外装体は、開口部(O)を有するケースと、開口部(O)を封口する部材とによって構成される。外装体によって、通常時において、蓄電要素の一部(例えば電解液等)が蓄電デバイスの外部に漏れることが防止される。開口部(O)を封口する部材は、集電部材(C)の一部と封止部材とを含む。一例では、集電部材(C)の柱状部と封止部材とが、開口部(O)を封口する部材として機能する。 In the following, the portion that separates the inside and the outside of the power storage device and holds the substance inside the case may be referred to as an “exterior body”. The exterior body is composed of a case having an opening (O) and a member for sealing the opening (O). The exterior body prevents a part of the power storage element (for example, an electrolytic solution) from leaking to the outside of the power storage device in a normal time. The member that seals the opening (O) includes a part of the current collector member (C) and a sealing member. In one example, the columnar portion of the current collector member (C) and the sealing member function as members for sealing the opening (O).

集電部材(C)は、蓄電要素に含まれる電極に電気的に接続される。例えば、集電部材(C)の板状部が、蓄電要素に含まれる一対の電極のうちの一方の電極に、電気的に接続される。集電部材(C)の柱状部は、蓄電デバイスの電極端子として機能してもよい。 The current collector member (C) is electrically connected to an electrode included in the power storage element. For example, the plate-shaped portion of the current collector member (C) is electrically connected to one of the pair of electrodes included in the power storage element. The columnar portion of the current collector member (C) may function as an electrode terminal of the power storage device.

接合部(B)は、ケース内の内圧が上昇して所定の範囲の値に到達したときに破断するように設計される。当該所定の範囲を、以下では、「範囲X」と称する場合がある。また、接合部(B)が破断する際のケース内の内圧を、「所定値」と称する場合がある。別の観点では、接合部(B)が破断する圧力以上にケース内の内圧が高くなったときに、接合部(B)は破断する。第1の蓄電デバイスでは、接合部(B)が破断することによって、ケース内の物質(ガスなど)がケースの外部に放出され、ケース内の内圧が低下する。ケース内の圧力が低下することによって、ケースが大きく変形して裂けることなどが抑制される。一方、第2の蓄電デバイスでは、接合部(B)が破断することによって、板状部と柱状部との電気的接続が遮断される。 The joint (B) is designed to break when the internal pressure in the case rises and reaches a value within a predetermined range. The predetermined range may be referred to as "range X" below. Further, the internal pressure inside the case when the joint portion (B) breaks may be referred to as a “predetermined value”. From another point of view, the joint (B) breaks when the internal pressure in the case becomes higher than the pressure at which the joint (B) breaks. In the first power storage device, when the joint portion (B) breaks, a substance (gas or the like) inside the case is released to the outside of the case, and the internal pressure inside the case decreases. By reducing the pressure inside the case, it is possible to prevent the case from being greatly deformed and torn. On the other hand, in the second power storage device, the electrical connection between the plate-shaped portion and the columnar portion is cut off by breaking the joint portion (B).

上述したように、接合部(B)は、ケース内の内圧が範囲X内の値に到達したときに破断するように設計される。範囲Xの下限値は、その値までは接合部(B)が破断しないように、接合部(B)が設計される値である。範囲Xの上限値は、ケース内の内圧がその値を超えるまでに接合部(B)が破断するように、接合部(B)が設計される値である。接合部(B)が破断する際のケース内の内圧にはばらつきがあるため、範囲Xはある程度の幅を有する。 As described above, the joint (B) is designed to break when the internal pressure in the case reaches a value within the range X. The lower limit value of the range X is a value at which the joint portion (B) is designed so that the joint portion (B) does not break up to that value. The upper limit value of the range X is a value in which the joint portion (B) is designed so that the joint portion (B) breaks before the internal pressure in the case exceeds the value. Since the internal pressure in the case when the joint portion (B) breaks varies, the range X has a certain width.

範囲Xの値は、蓄電デバイスの種類や用途に応じて適宜設定される。範囲Xの下限値は、正常な使用時におけるケース内の内圧よりも高い。範囲Xの上限値は、例えば、ケースが破裂する内圧よりも低く設定される。範囲Xは、例えば、1.2MPa以上、または1.7MPa以上であってもよい。範囲Xは、例えば、3.0MPa以下、または1.8MPa以下であってもよい。これらの下限値と上限値とは任意に組み合わせることができる。例えば、範囲Xは、1.2MPa~3.0MPaの範囲(例えば1.2MPa~1.8MPaの範囲)であってもよい。 The value of the range X is appropriately set according to the type and application of the power storage device. The lower limit of the range X is higher than the internal pressure in the case during normal use. The upper limit of the range X is set, for example, lower than the internal pressure at which the case bursts. The range X may be, for example, 1.2 MPa or more, or 1.7 MPa or more. The range X may be, for example, 3.0 MPa or less, or 1.8 MPa or less. These lower limit values and upper limit values can be arbitrarily combined. For example, the range X may be in the range of 1.2 MPa to 3.0 MPa (for example, the range of 1.2 MPa to 1.8 MPa).

範囲Xは、接合部と接している板状部の面積、接合部と接している柱状部の面積、接合部の材質、接合部の形状(例えば厚さ)、および接合部の形成方法などによって変化させることができる。 The range X depends on the area of the plate-shaped portion in contact with the joint, the area of the columnar portion in contact with the joint, the material of the joint, the shape (for example, thickness) of the joint, the method of forming the joint, and the like. Can be changed.

本開示に係る第1および第2の蓄電デバイスでは、封止部材は貫通孔を有してもよい。この場合、柱状部の少なくとも一部は当該貫通孔内に配置されてもよく、板状部は、蓄電要素と封止部材との間に配置されていてもよい。この構成では、封止部材と柱状部とによって開口部(O)を封口することができる。ケース内の内圧が上昇して接合部が破断し、それによって板状部と柱状部とが分離されると、柱状部が貫通孔内を外側に向かって移動する。柱状部の移動によって、貫通孔を介してケース内部とケースの外部とが連通すると、ケース内の物質がケースの外部に放出される。 In the first and second power storage devices according to the present disclosure, the sealing member may have a through hole. In this case, at least a part of the columnar portion may be arranged in the through hole, and the plate-shaped portion may be arranged between the power storage element and the sealing member. In this configuration, the opening (O) can be sealed by the sealing member and the columnar portion. When the internal pressure inside the case rises and the joint breaks, thereby separating the plate-shaped portion and the columnar portion, the columnar portion moves outward in the through hole. When the inside of the case and the outside of the case communicate with each other through the through hole due to the movement of the columnar portion, the substance inside the case is released to the outside of the case.

柱状部の一部が封止部材の貫通孔内に配置されている場合、封止部材の貫通孔において封止部材が柱状部を押圧する力が最大となる部分は、貫通孔の中心軸の方向における貫通孔の中心よりも蓄電要素側に存在してもよい。この構成によれば、接合部が破断したときに、柱状部が貫通孔内を移動しやすくすることが可能である。なお、封止部材の貫通孔において封止部材が柱状部を押圧する力が最大となる部分は、貫通孔の中心軸の方向における貫通孔の中心と同じ位置か、当該中心よりも蓄電要素とは反対側に存在してもよい。 When a part of the columnar portion is arranged in the through hole of the sealing member, the portion of the through hole of the sealing member where the force of the sealing member to press the columnar portion is maximum is the central axis of the through hole. It may be located closer to the power storage element than the center of the through hole in the direction. According to this configuration, when the joint portion is broken, the columnar portion can easily move in the through hole. In the through hole of the sealing member, the portion where the force of the sealing member to press the columnar portion is maximum is at the same position as the center of the through hole in the direction of the central axis of the through hole, or is a storage element rather than the center. May be on the other side.

ケースの筒状部は、筒状部の外周面から筒状部の中心軸に向かって突き出している環状の溝部を有してもよい。そして、溝部によって、封止部材を介して、貫通孔内の柱状部が押圧されてもよい。この場合の一例では、柱状部のうち、溝部の最も深い部分によって押圧される部分が、封止部材が柱状部を押圧する力が最大となる部分となる。換言すれば、筒状部の中心軸に垂直な平面であって、溝部の最も深い部分を含む平面と、柱状部とが交差する部分が、封止部材が柱状部を押圧する力が最大となる部分となってもよい。当該交差する部分は、貫通孔の中心軸の方向における貫通孔の中心よりも蓄電要素側に存在してもよいし、それとは異なる位置に存在してもよい。 The tubular portion of the case may have an annular groove portion protruding from the outer peripheral surface of the tubular portion toward the central axis of the tubular portion. Then, the columnar portion in the through hole may be pressed by the groove portion via the sealing member. In this example, in the columnar portion, the portion pressed by the deepest portion of the groove portion is the portion where the force of the sealing member to press the columnar portion is maximized. In other words, the plane perpendicular to the central axis of the tubular part, where the plane including the deepest part of the groove and the columnar part intersect, the force that the sealing member presses against the columnar part is the maximum. It may be a part of. The intersecting portion may exist on the power storage element side of the center of the through hole in the direction of the central axis of the through hole, or may exist at a position different from that.

集電部材(C)の板状部は挿入孔を有してもよく、当該挿入孔に柱状部の一部が挿入されていてもよい。この構成によれば、集電部材(C)の形成が容易である。また、この構成によれば、破断しやすい接合部(B)が形成しやすい。 The plate-shaped portion of the current collector member (C) may have an insertion hole, and a part of the columnar portion may be inserted into the insertion hole. According to this configuration, the current collector member (C) can be easily formed. Further, according to this configuration, a joint portion (B) that is easily broken is easily formed.

接合部(B)は、柱状部の周面に沿って形成されていてもよい。接合部(B)は、接合部(B)が破断していないときに挿入孔の部分で物体が流れないように、形成されていてもよい。あるいは、接合部(B)は、接合部(B)が破断していないときでも挿入孔の部分で物体が流れることが可能なように、形成されていてもよい。例えば、接合部(B)は、柱状部の周面に点在するように形成されてもよい。いずれの場合でも、封止部材と集電部材(C)とでケースが封口されていればよい。 The joint portion (B) may be formed along the peripheral surface of the columnar portion. The joint portion (B) may be formed so that the object does not flow at the portion of the insertion hole when the joint portion (B) is not broken. Alternatively, the joint portion (B) may be formed so that an object can flow through the insertion hole portion even when the joint portion (B) is not broken. For example, the joint portions (B) may be formed so as to be scattered on the peripheral surface of the columnar portion. In either case, the case may be sealed by the sealing member and the current collector (C).

接合部(B)は、板状部よりも薄くてもよい。この構成によれば、ケース内の内圧が上昇したときに、接合部(B)の部分で破断しやすくなる。ただし、ケース内の内圧が範囲Xの値に上昇したときに接合部(B)が破断する限り、接合部(B)の厚さに限定はない。 The joint portion (B) may be thinner than the plate-shaped portion. According to this configuration, when the internal pressure in the case rises, it is easy to break at the joint portion (B). However, the thickness of the joint portion (B) is not limited as long as the joint portion (B) breaks when the internal pressure in the case rises to the value of the range X.

接合部(B)は、板状部の厚さ方向における板状部の中心よりも蓄電要素側に形成されていてもよい。この構成によれば、ケース内の内圧が上昇したときに、接合部(B)の部分で破断しやすくなる。ただし、ケース内の内圧が所定値以上に上昇したときに接合部(B)の部分が破断する限り、接合部(B)は上記以外の位置に形成されてもよい。 The joint portion (B) may be formed on the power storage element side of the center of the plate-shaped portion in the thickness direction of the plate-shaped portion. According to this configuration, when the internal pressure in the case rises, it is easy to break at the joint portion (B). However, as long as the joint portion (B) breaks when the internal pressure in the case rises above a predetermined value, the joint portion (B) may be formed at a position other than the above.

接合部(B)は、板状部と柱状部とを溶接することによって形成されていてもよい。溶接の方法に特に限定はなく、レーザー溶接、アーク溶接、および抵抗溶接などを用いてもよい。あるいは、板状部と柱状部とは、半田付けすることによって接合されていてもよい。この場合、接合部(B)は、半田で形成されている。溶接や半田付けは、板状部と柱状部とを、蓄電要素側となる側から溶接または半田付けすることによって形成してもよい。この構成によれば、蓄電要素側に溶接部や半田付け部を形成しやすい。あるいは、溶接や半田付けは、板状部と柱状部とを、蓄電要素に対して反対側となる側から溶接または半田付けすることによって形成してもよい。 The joint portion (B) may be formed by welding a plate-shaped portion and a columnar portion. The welding method is not particularly limited, and laser welding, arc welding, resistance welding and the like may be used. Alternatively, the plate-shaped portion and the columnar portion may be joined by soldering. In this case, the joint portion (B) is formed of solder. Welding or soldering may be performed by welding or soldering the plate-shaped portion and the columnar portion from the side that is the power storage element side. According to this configuration, it is easy to form a welded portion or a soldered portion on the power storage element side. Alternatively, welding or soldering may be performed by welding or soldering the plate-shaped portion and the columnar portion from the side opposite to the power storage element.

本開示に係る蓄電デバイスの一例は、以下の構成(1)を満たしてもよく。さらに、以下の構成(2)~(5)のうちの少なくとも1つを満たしてもよい。
(1)封止部材が貫通孔を有し、柱状部の少なくとも一部は当該貫通孔内に配置されている。板状部は、蓄電要素と封止部材との間に配置されている。
(2)封止部材の貫通孔において封止部材が柱状部を押圧する力が最大となる部分は、貫通孔の中心軸の方向における貫通孔の中心よりも蓄電要素側に存在している。
(3)板状部は、柱状部の一部が挿入される挿入孔を有する。この場合、接合部(B)は、柱状部の周面に沿って設けられていてもよい。
(4)接合部(B)は、板状部の厚さ方向における板状部の中心よりも蓄電要素側に形成されている。
(5)接合部(B)は、板状部と柱状部とを溶接することによって形成されている。
An example of the power storage device according to the present disclosure may satisfy the following configuration (1). Further, at least one of the following configurations (2) to (5) may be satisfied.
(1) The sealing member has a through hole, and at least a part of the columnar portion is arranged in the through hole. The plate-shaped portion is arranged between the power storage element and the sealing member.
(2) The portion of the through hole of the sealing member where the force of the sealing member to press the columnar portion is maximum exists on the power storage element side of the center of the through hole in the direction of the central axis of the through hole.
(3) The plate-shaped portion has an insertion hole into which a part of the columnar portion is inserted. In this case, the joint portion (B) may be provided along the peripheral surface of the columnar portion.
(4) The joint portion (B) is formed on the power storage element side of the center of the plate-shaped portion in the thickness direction of the plate-shaped portion.
(5) The joint portion (B) is formed by welding a plate-shaped portion and a columnar portion.

本開示に係る蓄電デバイスおよびその構成要素について、例を挙げて以下に説明する。蓄電デバイスは、充放電が可能なデバイスである。蓄電デバイスは、二次電池であってもよいし、キャパシタであってもよい。蓄電デバイスは、非水電解質二次電池(リチウムイオン二次電池、リチウム電池など)やニッケル水素二次電池などであってもよい。蓄電デバイスは、電極材料に活性炭を用いた電気二重層キャパシタ(EDLC)であってもよいし、リチウムイオンキャパシタ(LIC)であってもよいし、その他の電解コンデンサであってもよい。 The power storage device and its components according to the present disclosure will be described below with reference to examples. The power storage device is a device that can be charged and discharged. The power storage device may be a secondary battery or a capacitor. The power storage device may be a non-aqueous electrolyte secondary battery (lithium ion secondary battery, lithium battery, etc.), a nickel hydrogen secondary battery, or the like. The electricity storage device may be an electric double layer capacitor (EDLC) using activated carbon as an electrode material, a lithium ion capacitor (LIC), or another electrolytic capacitor.

(蓄電要素)
蓄電要素に特に限定はなく、蓄電デバイスの種類に応じて選択すればよい。蓄電要素には、公知の蓄電要素を用いてもよい。例えば、蓄電デバイスが二次電池である場合、正極と負極とセパレータと電解液とを含む蓄電要素を用いてもよい。一例のリチウムイオン二次電池の負極は、リチウムイオンを可逆的に吸蔵・放出する物質を負極活物質として含む。この負極活物質には、例えば黒鉛などの炭素材料や、ケイ素や酸化チタンなど無機化合物がある。それらの二次電池の正極は、正極活物質として、リチウムを含有する遷移金属複合酸化物などを含んでもよい。この遷移金属複合酸化物には、例えばニッケル、マンガン、コバルト、アルミニウムなどの元素が含まれる。
(Power storage element)
The power storage element is not particularly limited, and may be selected according to the type of power storage device. A known power storage element may be used as the power storage element. For example, when the power storage device is a secondary battery, a power storage element including a positive electrode, a negative electrode, a separator, and an electrolytic solution may be used. The negative electrode of an example lithium ion secondary battery contains a substance that reversibly occludes and releases lithium ions as a negative electrode active material. The negative electrode active material includes, for example, a carbon material such as graphite and an inorganic compound such as silicon and titanium oxide. The positive electrode of these secondary batteries may contain a transition metal composite oxide containing lithium as a positive electrode active material. This transition metal composite oxide includes elements such as nickel, manganese, cobalt and aluminum.

蓄電デバイスがキャパシタである場合、蓄電要素は、一対の電極と、当該電極間に配置されたセパレータと、電解液とセパレータとを含んでもよい。それらの構成要素は、キャパシタの種類に応じて選択できる。例えば、蓄電デバイスが電気二重層キャパシタである場合、一対の電極に、活物質として活性炭を含む電極を用いてもよい。蓄電デバイスがリチウムイオンキャパシタである場合、一対の電極の一方(正極)に、活物質として活性炭を含む電極を用いてもよい。この場合、一対の電極の他方(負極)には、リチウムイオン二次電池で用いられる負極を用いることができる。リチウムイオン二次電池で用いられる負極の一例は、例えば、リチウムイオンを吸蔵および放出可能な負極活物質(例えば黒鉛)を含む。 When the power storage device is a capacitor, the power storage element may include a pair of electrodes, a separator arranged between the electrodes, and an electrolytic solution and a separator. These components can be selected according to the type of capacitor. For example, when the power storage device is an electric double layer capacitor, electrodes containing activated carbon as an active material may be used for the pair of electrodes. When the power storage device is a lithium ion capacitor, an electrode containing activated carbon as an active material may be used for one of the pair of electrodes (positive electrode). In this case, the negative electrode used in the lithium ion secondary battery can be used for the other (negative electrode) of the pair of electrodes. An example of a negative electrode used in a lithium ion secondary battery includes, for example, a negative electrode active material (eg graphite) capable of occluding and releasing lithium ions.

蓄電デバイスがキャパシタである場合、蓄電要素は巻回体を含んでもよい。巻回体は、一対の電極の間にセパレータが配置されるように、一対の電極とセパレータを巻回することによって形成されてもよい。一対の電極は、いずれも分極性電極であってもよいし、一方が陽極で他方が陰極であってもよい。蓄電デバイスが二次電池の場合、蓄電要素は電極群を含む。電極群は、正極と負極とをセパレータを介して巻回することによって形成されてもよい。蓄電要素は、電解液または液状成分をさらに含んでもよい。 If the power storage device is a capacitor, the power storage element may include a winder. The winding body may be formed by winding the pair of electrodes and the separator so that the separator is arranged between the pair of electrodes. The pair of electrodes may be polar electrodes, one of which may be an anode and the other of which may be a cathode. When the power storage device is a secondary battery, the power storage element includes a group of electrodes. The electrode group may be formed by winding a positive electrode and a negative electrode via a separator. The storage element may further contain an electrolytic solution or a liquid component.

蓄電デバイスがキャパシタである場合、一対の電極のうちの少なくとも一方の電極は、活物質として活性炭を含んでもよい。当該電極は、活性炭に加えて、通常、バインダや導電剤をさらに含む。電極は、活性層を担持する集電体をさらに含んでもよい。 When the power storage device is a capacitor, at least one of the pair of electrodes may contain activated carbon as the active material. In addition to activated carbon, the electrode usually further contains a binder and a conductive agent. The electrode may further include a current collector carrying an active layer.

(ケース)
ケースは、電極端子として機能してもよい。ケースが電極端子として機能する場合、ケースは、例えば、導電性を有する金属を用いて形成される。その場合、蓄電要素に含まれる一対の電極のうちの一方の電極とケースとが電気的に接続される。ケースは、アルミ、鉄、銅、またはこれら金属の合金またはクラッド材などで形成されていてもよい。蓄電デバイスのケースには、公知の蓄電デバイスのケースを用いてもよい。
(Case)
The case may function as an electrode terminal. When the case functions as an electrode terminal, the case is formed using, for example, a conductive metal. In that case, one of the pair of electrodes included in the power storage element is electrically connected to the case. The case may be made of aluminum, iron, copper, or an alloy or clad material of these metals. As the case of the power storage device, a known case of the power storage device may be used.

ケースは、筒状部と、筒状部の一端を塞ぐ底部とを含み、筒状部の他端に開口部を有する。筒状部は、円筒状であってもよいし角筒状であってもよいが、典型的には円筒状である。筒状部は、筒状部の外周面から筒状部の中心軸に向かって突き出している環状の溝部を有していてもよい。この溝部によって、封止部材を押圧してもよい。 The case includes a cylindrical portion and a bottom portion that closes one end of the tubular portion, and has an opening at the other end of the tubular portion. The tubular portion may be cylindrical or square tubular, but is typically cylindrical. The tubular portion may have an annular groove portion protruding from the outer peripheral surface of the tubular portion toward the central axis of the tubular portion. The sealing member may be pressed by this groove.

(集電部材(C))
上述したように、集電部材(C)は、板状部と、柱状部と、板状部と柱状部とを接合する接合部(B)とを有する。集電部材(C)は、導電性を有する材料で形成され、例えば金属で形成される。集電部材(C)の材料の例には、鉄、銅、アルミニウム、およびそれらを含む合金などが含まれる。集電部材(C)の材料は、蓄電要素の種類に応じて選択すればよい。板状部と柱状部と接合部(B)とは、同じ材料で形成されてもよいし、異なる材料で形成されてもよい。
(Current collector (C))
As described above, the current collector member (C) has a plate-shaped portion, a columnar portion, and a joint portion (B) for joining the plate-shaped portion and the columnar portion. The current collector member (C) is formed of a conductive material, for example, a metal. Examples of the material of the current collector (C) include iron, copper, aluminum, and alloys containing them. The material of the current collector member (C) may be selected according to the type of the power storage element. The plate-shaped portion, the columnar portion, and the joint portion (B) may be formed of the same material or may be formed of different materials.

板状部は、ケースの筒状部の形状に応じた形状を有する。例えば、ケースの筒状部が円筒状である場合、板状部は、中央に挿入孔(貫通孔)が形成された円板状の形状を有してもよい。 The plate-shaped portion has a shape corresponding to the shape of the tubular portion of the case. For example, when the tubular portion of the case is cylindrical, the plate-shaped portion may have a disk-shaped shape having an insertion hole (through hole) formed in the center.

板状部の厚さに特に限定はないが、例えば0.3mm~1mmの範囲(例えば0.4mm~0.8mmの範囲)にあってもよい。接合部の厚さは、ケース内の圧力が所定の範囲(X)の値に上昇したときに破断するように設定される。接合部の厚さは、板状部よりも薄くてもよい。接合部の厚さは、板状部の厚さの、5%以上、10%以上、20%以上、または30%以上であってもよい。また、接合部の厚さは、板状部の厚さの、80%以下、60%以下、50%以下、50%未満、または40%以下であってもよい。これらの下限と上限とは、任意に組み合わせることができる。例えば、接合部の厚さは、板状部の厚さの、5%以上で80%以下であってもよく、10%以上で50%未満であってもよい。 The thickness of the plate-shaped portion is not particularly limited, but may be in the range of, for example, 0.3 mm to 1 mm (for example, the range of 0.4 mm to 0.8 mm). The thickness of the joint is set to break when the pressure in the case rises to a value within a predetermined range (X). The thickness of the joint portion may be thinner than that of the plate-shaped portion. The thickness of the joint portion may be 5% or more, 10% or more, 20% or more, or 30% or more of the thickness of the plate-shaped portion. Further, the thickness of the joint portion may be 80% or less, 60% or less, 50% or less, less than 50%, or 40% or less of the thickness of the plate-shaped portion. These lower and upper limits can be combined arbitrarily. For example, the thickness of the joint portion may be 5% or more and 80% or less of the thickness of the plate-shaped portion, or 10% or more and less than 50%.

(封止部材)
封止部材は、弾性および絶縁性を有する材料で形成される。封止部材は、例えば、絶縁性を有する樹脂や、絶縁性を有するゴムで形成されてもよい。封止部材の材料となる樹脂の例には、ポリプロピレン(PP)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、パーフルオロアルコキシアルカン(PFA)、およびポリエーテルエーテルケトン(PEEK)などが含まれる。封止部材の材料となるゴムの例には、ブチルゴムなどが含まれる。これらの材料には、必要に応じて添加剤(例えば公知の添加剤)が添加されてもよい。封止部材は、公知の方法で製造できる。
(Sealing member)
The sealing member is made of an elastic and insulating material. The sealing member may be formed of, for example, an insulating resin or an insulating rubber. Examples of resins used as materials for sealing members include polypropylene (PP), polyphenylene sulfide (PPS), polybutylene terephthalate (PBT), perfluoroalkoxy alkane (PFA), polyetheretherketone (PEEK), and the like. Is done. Examples of rubber used as a material for the sealing member include butyl rubber and the like. Additives (eg, known additives) may be added to these materials as needed. The sealing member can be manufactured by a known method.

(蓄電デバイスの製造方法)
蓄電デバイスの製造方法に特に限定はなく、公知の方法を利用して製造することができる。一例の製造方法では、まず、ケース内に蓄電要素を配置するとともに、蓄電要素の一方の電極とケースとを電気的に接続し、蓄電要素の他方の電極と集電部材(C)とを電気的に接続する。次に、集電部材(C)と封止部材とをケースの開口部に配置し、ケースの開口部(O)側の端部で封止部材をかしめることによって、ケースを封口する。このとき、必要に応じて、ケースの筒状部に環状の溝部を形成する。このようにして、蓄電デバイスが製造される。
(Manufacturing method of power storage device)
The method for manufacturing the power storage device is not particularly limited, and the power storage device can be manufactured by using a known method. In the manufacturing method of one example, first, the power storage element is arranged in the case, one electrode of the power storage element and the case are electrically connected, and the other electrode of the power storage element and the current collector member (C) are electrically connected. Connect to the target. Next, the current collector member (C) and the sealing member are arranged at the opening of the case, and the sealing member is crimped at the end of the case on the opening (O) side to seal the case. At this time, if necessary, an annular groove portion is formed in the tubular portion of the case. In this way, the power storage device is manufactured.

以下では、本開示に係る第1および第2の蓄電デバイスの一例について、図面を参照して具体的に説明する。以下で説明する蓄電デバイスの構成要素には、上述した構成要素を適用できる。また、以下で説明する蓄電デバイスは、上述した記載に基づいて変更できる。また、以下で説明する事項を、上記の実施形態に適用してもよい。また、以下で説明する実施形態において、本開示の蓄電デバイスに必須ではない構成要素は省略してもよい。以下に示す図は模式的なものであり、実際の縮尺を反映した図ではない。 Hereinafter, an example of the first and second power storage devices according to the present disclosure will be specifically described with reference to the drawings. The above-mentioned components can be applied to the components of the power storage device described below. Further, the power storage device described below can be changed based on the above description. Further, the matters described below may be applied to the above-described embodiment. Further, in the embodiment described below, components that are not essential for the power storage device of the present disclosure may be omitted. The figure shown below is schematic and does not reflect the actual scale.

(実施形態1) (Embodiment 1)

実施形態1に係る蓄電デバイス100の構成の断面図を図1に模式的に示す。蓄電デバイス100は、上述した第1の蓄電デバイスおよび第2の蓄電デバイスのいずれにも該当する。蓄電デバイス100は、ケース10、蓄電要素20、封止部材30、および集電部材(集電部材(C))40を含む。蓄電デバイス100は、集電板51をさらに含む。 A cross-sectional view of the configuration of the power storage device 100 according to the first embodiment is schematically shown in FIG. The power storage device 100 corresponds to any of the above-mentioned first power storage device and the second power storage device. The power storage device 100 includes a case 10, a power storage element 20, a sealing member 30, and a current collector member (current collector member (C)) 40. The power storage device 100 further includes a current collector plate 51.

ケース10は導電性を有する金属からなり、電極端子として機能する。ケース10は、筒状部10aと、筒状部10aの一端の開口を塞ぐ底部10bとを含む。ケース10は、筒状部10aの他端に開口部(開口部(O))10hを有する。筒状部10aは、筒状部10aの外周面から筒状部10aの中心軸に向かって突き出している環状の溝部10gを有する。筒状部10aのうち開口部10h側の端部によって、封止部材30の一部がかしめられている。 The case 10 is made of a conductive metal and functions as an electrode terminal. The case 10 includes a cylindrical portion 10a and a bottom portion 10b that closes an opening at one end of the tubular portion 10a. The case 10 has an opening (opening (O)) 10h at the other end of the tubular portion 10a. The tubular portion 10a has an annular groove portion 10g protruding from the outer peripheral surface of the tubular portion 10a toward the central axis of the tubular portion 10a. A part of the sealing member 30 is crimped by the end portion of the tubular portion 10a on the opening 10h side.

蓄電要素20は、ケース10内に配置されている。なお、ケース10内には、電解液(図示せず)が配置されており、当該電解液は、蓄電要素20の一部を構成する。蓄電要素20は、極板群21と、端部22および23を含む。極板群21は、例えば、一対の電極の間にセパレータが配置されるように、一対の電極とセパレータとを巻回することによって形成されている。端部22は、一対の電極のうちの一方の電極に接続されている導電性部材(集電体および/またはリード)を含む。端部22の導電性部材は、溶接などによって、集電部材40(例えば集電部材40の板状部41)に電気的に接続されている。端部23は、一対の電極のうちの他方の電極に接続されている導電性部材(集電体および/またはリード)を含む。端部23の導電性部材は、溶接などによって、導電性を有する集電板51に接続されている。集電板51はケース10(例えばケース10の底部10b)に電気的に接続されている。すなわち、端部23の導電性部材は、集電板51を介してケース10に電気的に接続されている。 The power storage element 20 is arranged in the case 10. An electrolytic solution (not shown) is arranged in the case 10, and the electrolytic solution constitutes a part of the power storage element 20. The power storage element 20 includes a plate group 21 and ends 22 and 23. The electrode plate group 21 is formed, for example, by winding the pair of electrodes and the separator so that the separator is arranged between the pair of electrodes. The end 22 includes a conductive member (current collector and / or lead) connected to one of the pair of electrodes. The conductive member at the end 22 is electrically connected to the current collector 40 (for example, the plate-shaped portion 41 of the current collector 40) by welding or the like. The end 23 includes a conductive member (current collector and / or lead) connected to the other electrode of the pair of electrodes. The conductive member at the end 23 is connected to the current collector plate 51 having conductivity by welding or the like. The current collector plate 51 is electrically connected to the case 10 (for example, the bottom portion 10b of the case 10). That is, the conductive member at the end 23 is electrically connected to the case 10 via the current collector plate 51.

蓄電デバイス100に組み込まれる前の集電部材40を柱状部42側から見たときの上面図を図2に模式的に示す。集電部材40は、板状部41と、柱状部42と、板状部41と柱状部42とを接合する接合部(接合部(B))43とを含む。板状部41、柱状部42、および接合部43はそれぞれ、導電性の材料で形成されている。板状部41は、中央に挿入孔(貫通孔)41hを有する円板状の形状を有する。換言すれば、板状部41は、平らなドーナツ状の形状を有する。柱状部42は、概ね円柱状の形状を有する。柱状部42の一端側の一部が、挿入孔41hに挿入される。柱状部42の他の部分の一部は、封止部材30の貫通孔30hに挿入され、柱状部42の他端は封止部材30から突出している。柱状部42の直径は、挿入孔41hに挿入可能な直径である。すなわち、柱状部42の直径は、挿入孔41hの直径と同じか、それよりもわずかに小さい。 FIG. 2 schematically shows a top view of the current collector 40 before being incorporated into the power storage device 100 when viewed from the columnar portion 42 side. The current collector member 40 includes a plate-shaped portion 41, a columnar portion 42, and a joint portion (joint portion (B)) 43 for joining the plate-shaped portion 41 and the columnar portion 42. The plate-shaped portion 41, the columnar portion 42, and the joint portion 43 are each made of a conductive material. The plate-shaped portion 41 has a disk-shaped shape having an insertion hole (through hole) 41h in the center. In other words, the plate-shaped portion 41 has a flat donut-shaped shape. The columnar portion 42 has a substantially columnar shape. A part of the columnar portion 42 on one end side is inserted into the insertion hole 41h. A part of the other portion of the columnar portion 42 is inserted into the through hole 30h of the sealing member 30, and the other end of the columnar portion 42 protrudes from the sealing member 30. The diameter of the columnar portion 42 is a diameter that can be inserted into the insertion hole 41h. That is, the diameter of the columnar portion 42 is the same as or slightly smaller than the diameter of the insertion hole 41h.

接合部43は、板状部41と柱状部42とを電気的に接続している。柱状部42は、接合部43および板状部41などを介して蓄電要素20の一対の電極のうちの一方と電気的に接続されている。柱状部42は、電極端子として機能する。図1に示す一例の柱状部42は、板状部41とは反対側の先端部が、端にいくほど細くなるテーパー形状を有する。このようなテーパー形状を採用することによって、封止部材30の貫通孔30hに柱状部42を挿入することが容易になる。 The joint portion 43 electrically connects the plate-shaped portion 41 and the columnar portion 42. The columnar portion 42 is electrically connected to one of the pair of electrodes of the power storage element 20 via the joint portion 43, the plate-shaped portion 41, and the like. The columnar portion 42 functions as an electrode terminal. The columnar portion 42 of the example shown in FIG. 1 has a tapered shape in which the tip portion on the side opposite to the plate-shaped portion 41 becomes thinner toward the end. By adopting such a tapered shape, it becomes easy to insert the columnar portion 42 into the through hole 30h of the sealing member 30.

図1に示す一例では、接合部43は、柱状部42の周面42pに沿ってドーナツ状に形成されている。例えば、接合部43は、破断していない状態において、接合部43の部分で物質を透過させないように形成されていてもよい。あるいは、接合部43は、点在するように形成されてもよい。上述したように、接合部は、溶接や半田付けなどによって形成される。 In the example shown in FIG. 1, the joint portion 43 is formed in a donut shape along the peripheral surface 42p of the columnar portion 42. For example, the joint portion 43 may be formed so as not to allow a substance to permeate at the portion of the joint portion 43 in a state where the joint portion 43 is not broken. Alternatively, the joints 43 may be formed so as to be scattered. As described above, the joint is formed by welding, soldering, or the like.

蓄電デバイス100に組み込まれる前の封止部材30を、開口部10h側から見たときの上面図を図3に模式的に示す。封止部材30は、中央に貫通孔30hを有する。蓄電デバイス100に組み立てられる前の封止部材30の一例は、中央に貫通孔30hが形成された円柱状の部分を含む。貫通孔30hには、柱状部42の一部が挿入される。封止部材30と柱状部42とによって、ケース10の開口部10hが封口されている。図1に示す蓄電デバイス100では、ケース10、封止部材30、および柱状部42(集電部材40)が、蓄電要素20を内包する外装体として機能する。 FIG. 3 schematically shows a top view of the sealing member 30 before being incorporated into the power storage device 100 when viewed from the opening 10h side. The sealing member 30 has a through hole 30h in the center. An example of the sealing member 30 before being assembled into the power storage device 100 includes a columnar portion having a through hole 30h formed in the center. A part of the columnar portion 42 is inserted into the through hole 30h. The opening 10h of the case 10 is sealed by the sealing member 30 and the columnar portion 42. In the power storage device 100 shown in FIG. 1, the case 10, the sealing member 30, and the columnar portion 42 (current collector member 40) function as an exterior body containing the power storage element 20.

蓄電デバイス100の状態において、貫通孔30hに柱状部42が挿入されることによって、貫通孔30hは気密に封口される。すなわち、貫通孔30hの直径は、そのような状態が実現されるように、設定される。例えば、蓄電デバイス100に組み込まれる前の封止部材30の貫通孔30hの直径は、柱状部42の直径と同じか、ほぼ同じとしてもよい。貫通孔30hの直径が柱状部42の直径よりも小さくても、封止部材30は弾性を有するため、柱状部42を挿入することが可能である。一方、貫通孔30hの直径が柱状部42の直径よりも大きくても、溝部10gで封止部材30を押圧することによって、貫通孔30hを気密に封口することが可能である。 In the state of the power storage device 100, the through hole 30h is hermetically sealed by inserting the columnar portion 42 into the through hole 30h. That is, the diameter of the through hole 30h is set so that such a state is realized. For example, the diameter of the through hole 30h of the sealing member 30 before being incorporated into the power storage device 100 may be the same as or substantially the same as the diameter of the columnar portion 42. Even if the diameter of the through hole 30h is smaller than the diameter of the columnar portion 42, the sealing member 30 has elasticity, so that the columnar portion 42 can be inserted. On the other hand, even if the diameter of the through hole 30h is larger than the diameter of the columnar portion 42, the through hole 30h can be hermetically sealed by pressing the sealing member 30 with the groove portion 10g.

ケース10内の内圧が所定の範囲Xの値(所定値以上)に上昇すると、接合部43が破断する。そのときに柱状部42が蓄電要素20から離れる方向に移動可能なように、貫通孔30hの直径、および/または、溝部10gの深さが設定される。 When the internal pressure in the case 10 rises to a value in a predetermined range X (a predetermined value or more), the joint portion 43 breaks. At that time, the diameter of the through hole 30h and / or the depth of the groove portion 10g are set so that the columnar portion 42 can move in the direction away from the power storage element 20.

蓄電デバイス100において、蓄電要素20内における短絡などの異常によって、蓄電要素20の温度が過剰に上昇し、ケース10内の内圧が過剰に上昇する場合がある。ケース10内の内圧が所定値以上に上昇したときには、接合部43が破断する。それによって、板状部41と柱状部42とが分離し、板状部41と柱状部42との電気的接続が遮断される。板状部41から分離した柱状部42は、図4に示すように、内圧によって蓄電要素20から離れる方向に移動する。最終的には、図5に示すように、柱状部42は貫通孔30hの外部に押し出される。その結果、貫通孔30hの部分でケース10の内部と外部とが連通する。これによって、ケース10内の物質(例えばガスおよび/または電解液など)がケース10の外部に放出され、ケース10内の内圧が低下する。この構成によれば、ケース10が過剰に変形して裂けたりすることを抑制できる。 In the power storage device 100, the temperature of the power storage element 20 may rise excessively due to an abnormality such as a short circuit in the power storage element 20, and the internal pressure in the case 10 may rise excessively. When the internal pressure in the case 10 rises above a predetermined value, the joint portion 43 breaks. As a result, the plate-shaped portion 41 and the columnar portion 42 are separated, and the electrical connection between the plate-shaped portion 41 and the columnar portion 42 is cut off. As shown in FIG. 4, the columnar portion 42 separated from the plate-shaped portion 41 moves in the direction away from the power storage element 20 due to the internal pressure. Finally, as shown in FIG. 5, the columnar portion 42 is extruded to the outside of the through hole 30h. As a result, the inside and the outside of the case 10 communicate with each other at the portion of the through hole 30h. As a result, the substance in the case 10 (for example, gas and / or the electrolytic solution) is released to the outside of the case 10, and the internal pressure in the case 10 decreases. According to this configuration, it is possible to prevent the case 10 from being excessively deformed and torn.

なお、柱状部42の形状の変更、および/または、貫通孔30hの形状の変更などによって、柱状部42が貫通孔30hから完全に脱離しなくても、柱状部42が蓄電要素20から離れる方向にある程度移動することによって貫通孔30hの部分でケース10の内部と外部とを連通させることが可能である。当該形状の変更の例には、溝の形成や、段差の形成、少なくとも一部をテーパー形状に変更することなどが含まれる。 The direction in which the columnar portion 42 separates from the power storage element 20 even if the columnar portion 42 is not completely detached from the through hole 30h due to a change in the shape of the columnar portion 42 and / or a change in the shape of the through hole 30h. It is possible to communicate the inside and the outside of the case 10 at the portion of the through hole 30h by moving to some extent. Examples of such shape changes include the formation of grooves, the formation of steps, and at least a partial change to a tapered shape.

集電部材40近傍の拡大断面図を図6に示す。なお、以下の図では、理解を容易にするために、ハッチングを省略する場合がある。 FIG. 6 shows an enlarged cross-sectional view of the vicinity of the current collector member 40. In the following figures, hatching may be omitted for ease of understanding.

図6には、封止部材30の貫通孔30hの中心軸の方向Daxにおける貫通孔30hの中心位置LTcを示す。図6には、方向Daxにおける貫通孔30hの長さTも示す。中心位置LTcは、貫通孔30hの両端のそれぞれから長さT/2だけ離れた位置にある。 FIG. 6 shows the center position LTc of the through hole 30h in the direction Dax of the central axis of the through hole 30h of the sealing member 30. FIG. 6 also shows the length T of the through hole 30h in the direction Dax. The central position LTc is located at a position separated by a length T / 2 from each of both ends of the through hole 30h.

さらに、図6には、ケース10の溝部10gの最も深い部分10gmを通る平面であって、筒状部10aの中心軸10cに垂直な平面Pmaxの位置を示す。封止部材30は、溝部10gによって押されている。そのため、封止部材30が柱状部42を押圧する力は、平面Pmaxと柱状部42とが交差する部分で最大となる。この部分は、図6に示すように、方向Daxにおける貫通孔30hの中心(中心位置LTc)よりも蓄電要素20側に存在することが好ましい。この構成によれば、接合部43が破断して板状部41と柱状部42とが分離したときに、柱状部42が貫通孔30h内を移動しやすくすることが可能である。 Further, FIG. 6 shows the position of the plane Pmax which is a plane passing through the deepest portion 10 gm of the groove portion 10 g of the case 10 and is perpendicular to the central axis 10 c of the tubular portion 10a. The sealing member 30 is pressed by the groove portion 10g. Therefore, the force with which the sealing member 30 presses the columnar portion 42 becomes maximum at the portion where the plane Pmax and the columnar portion 42 intersect. As shown in FIG. 6, this portion preferably exists on the power storage element 20 side of the center (center position LTc) of the through hole 30h in the direction Dax. According to this configuration, when the joint portion 43 breaks and the plate-shaped portion 41 and the columnar portion 42 are separated, the columnar portion 42 can easily move in the through hole 30h.

図6には、板状部41の厚さ方向Dthにおける板状部41の中心位置Ltcを示す。さらに、図6には、板状部41の厚さtも示す。中心位置Ltcは、板状部41の2つの主面のそれぞれから長さt/2だけ離れた位置にある。図6に示すように、接合部43は、当該中心位置Ltcよりも蓄電要素20側に形成されていることが好ましい。この場合、ケース10内の内圧が上昇すると、図7に示すように、接合部43の部分に応力が集中しやすくなり、接合部43が破断しやすくなる。 FIG. 6 shows the center position Ltc of the plate-shaped portion 41 in the thickness direction Dth of the plate-shaped portion 41. Further, FIG. 6 also shows the thickness t of the plate-shaped portion 41. The central position Ltc is located at a position separated from each of the two main surfaces of the plate-shaped portion 41 by a length t / 2. As shown in FIG. 6, it is preferable that the joint portion 43 is formed on the power storage element 20 side of the central position Ltc. In this case, when the internal pressure in the case 10 rises, as shown in FIG. 7, stress tends to be concentrated on the joint portion 43, and the joint portion 43 tends to break.

なお、接合部43は、図8に示すように、板状部41および柱状部42の表面のうち、蓄電要素20に対向する表面に形成されてもよい。このような接合部43は、例えば半田付けなどによって形成してもよい。 As shown in FIG. 8, the joint portion 43 may be formed on the surface of the plate-shaped portion 41 and the columnar portion 42 facing the power storage element 20. Such a joint portion 43 may be formed by, for example, soldering.

本発明は、蓄電デバイスに利用できる。 The present invention can be used for a power storage device.

10 :ケース
10a :筒状部
10b :底部
10c :中心軸
10g :溝部
10h :開口部
20 :蓄電要素
30 :封止部材
30h :貫通孔
40 :集電部材
41 :板状部
41h :挿入孔
42 :柱状部
42p :周面
43 :接合部
100 :蓄電デバイス

10: Case 10a: Cylindrical part 10b: Bottom part 10c: Central shaft 10g: Groove part 10h: Opening part 20: Power storage element 30: Sealing member 30h: Through hole 40: Current collecting member 41: Plate-shaped part 41h: Insertion hole 42 : Columnar portion 42p: Peripheral surface 43: Joint portion 100: Power storage device

Claims (9)

筒状部と前記筒状部の一端を塞ぐ底部とを含み、前記筒状部の他端に開口部を有するケースと、
前記ケース内に配置された蓄電要素と、
前記開口部に配置された封止部材と、
前記蓄電要素と電気的に接続された集電部材と、を含み、
前記集電部材は、板状部と、柱状部と、前記板状部と前記柱状部とを接合する接合部とを含み、
前記開口部は、前記封止部材と前記集電部材とによって封口されており、
前記ケース内の内圧が上昇して所定の範囲の値に到達したときに前記接合部が破断することによって、前記ケース内の物質が前記ケースの外部に放出される、蓄電デバイス。
A case including a tubular portion and a bottom portion that closes one end of the tubular portion, and a case having an opening at the other end of the tubular portion.
The storage element arranged in the case and
The sealing member arranged in the opening and
Including a current collector member electrically connected to the power storage element,
The current collecting member includes a plate-shaped portion, a columnar portion, and a joint portion for joining the plate-shaped portion and the columnar portion.
The opening is sealed by the sealing member and the current collecting member.
A power storage device in which a substance in the case is discharged to the outside of the case by breaking the joint when the internal pressure in the case rises and reaches a value in a predetermined range.
筒状部と前記筒状部の一端を塞ぐ底部とを含み、前記筒状部の他端に開口部を有するケースと、
前記ケース内に配置された蓄電要素と、
前記開口部に配置された封止部材と、
前記蓄電要素と電気的に接続された集電部材と、を含み、
前記集電部材は、板状部と、柱状部と、前記板状部と前記柱状部とを接合する接合部とを含み、
前記開口部は、前記封止部材と前記集電部材とによって封口されており、
前記ケース内の内圧が上昇して所定の範囲の値に到達したときに前記接合部が破断することによって、前記板状部と前記柱状部との電気的接続が遮断される、蓄電デバイス。
A case including a tubular portion and a bottom portion that closes one end of the tubular portion, and a case having an opening at the other end of the tubular portion.
The storage element arranged in the case and
The sealing member arranged in the opening and
Including a current collector member electrically connected to the power storage element,
The current collecting member includes a plate-shaped portion, a columnar portion, and a joint portion for joining the plate-shaped portion and the columnar portion.
The opening is sealed by the sealing member and the current collecting member.
A power storage device in which the electrical connection between the plate-shaped portion and the columnar portion is cut off by breaking the joint portion when the internal pressure in the case rises and reaches a value in a predetermined range.
前記封止部材は貫通孔を有し、
前記柱状部の少なくとも一部は前記貫通孔内に配置されており、
前記板状部は、前記蓄電要素と前記封止部材との間に配置されている、請求項1または2に記載の蓄電デバイス。
The sealing member has a through hole and has a through hole.
At least a part of the columnar portion is arranged in the through hole, and the columnar portion is arranged in the through hole.
The power storage device according to claim 1 or 2, wherein the plate-shaped portion is arranged between the power storage element and the sealing member.
前記封止部材の前記貫通孔において前記封止部材が前記柱状部を押圧する力が最大となる部分は、前記貫通孔の中心軸の方向における前記貫通孔の中心よりも前記蓄電要素側に存在する、請求項3に記載の蓄電デバイス。 The portion of the through hole of the sealing member where the force of the sealing member to press the columnar portion is maximum is located closer to the power storage element than the center of the through hole in the direction of the central axis of the through hole. The power storage device according to claim 3. 前記板状部は挿入孔を有し、
前記挿入孔に前記柱状部の一部が挿入されている、請求項1~4のいずれか1項に記載の蓄電デバイス。
The plate-shaped portion has an insertion hole and has an insertion hole.
The power storage device according to any one of claims 1 to 4, wherein a part of the columnar portion is inserted into the insertion hole.
前記接合部は、前記柱状部の周面に沿って形成されている、請求項5に記載の蓄電デバイス。 The power storage device according to claim 5, wherein the joint portion is formed along the peripheral surface of the columnar portion. 前記接合部は前記板状部よりも薄い、請求項1~6のいずれか1項に記載の蓄電デバイス。 The power storage device according to any one of claims 1 to 6, wherein the joint portion is thinner than the plate-shaped portion. 前記接合部は、前記板状部の厚さ方向における前記板状部の中心よりも前記蓄電要素側に形成されている、請求項1~7のいずれか1項に記載の蓄電デバイス。 The power storage device according to any one of claims 1 to 7, wherein the joint portion is formed on the power storage element side with respect to the center of the plate shape portion in the thickness direction of the plate shape portion. 前記接合部は、前記板状部と前記柱状部とを溶接することによって形成されている、請求項1~8のいずれか1項に記載の蓄電デバイス。 The power storage device according to any one of claims 1 to 8, wherein the joint portion is formed by welding the plate-shaped portion and the columnar portion.
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