JP2022047131A - 二次電池 - Google Patents

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Abstract

【課題】端子間の絶縁の確保と、端子の設計の自由度を大きくすることと、の両立が可能な電池モジュールを提供すること。【解決手段】二次電池1は、電極12Aと、正極集電体16Aと、負極集電体16Bと、正極端子22Aと、負極端子22Bと、正極端子22A及び負極端子22B間を絶縁する絶縁板26と、を備える。正極端子22A及び負極端子22Bは、それぞれ、主側面S1及び主側面S1よりも小さな面積を有する副側面を有する。正極端子22A及び負極端子22Bは、正極端子22Aの主側面S1と負極端子22Bの主側面S1とが互いに対向するように配置されている。絶縁板26は、正極端子22Aの主側面S1及び負極端子22Bの主側面S1間に配置されている。【選択図】図1

Description

本開示は、二次電池に関する。
例えば、特開2016-25014号公報には、扁平なラミネートフィルム外装体を有するフィルム外装電池が開示されている。このフィルム外装電池は、ラミネートフィルム外装体から突出する一対のタブを有している。一対のタブの一方は正極タブであり、他方は負極タブである。各タブは、ラミネートフィルム外装体の扁平面と平行に延びている。一対のタブは、ラミネートフィルム外装体の一方側の端部に設けられている。一対のタブは、各タブの厚み方向と直交する方向に並ぶように配置されている。
特開2016-25014号公報
特開2016-25014号公報に記載される二次電池では、正極タブと負極タブとが各タブの厚み方向と直交する方向に並ぶように配置されているため、各タブ間の絶縁を確保しながら、通電時における各タブでの発熱を抑えるべく各タブの断面積を大きくするためには、各タブの厚みを大きくせざるを得ない。すなわち、特開2016-25014号公報に記載される二次電池では、各タブ間の絶縁を確保しながら各タブの断面積を大きくするときの各タブの設計の自由度が小さい。
本開示の目的は、端子間の絶縁の確保と、端子の設計の自由度を大きくすることと、の両立が可能な電池モジュールを提供することである。
本開示の一局面に従った二次電池は、電極と、一方向における前記電極の一方側の端部に設けられた正極集電体と、前記一方向における前記電極の前記一方側の端部に設けられた負極集電体と、前記正極集電体に接続されており、平板状に形成された正極端子と、前記負極集電体に接続されており、平板状に形成された負極端子と、前記正極端子及び前記負極端子間を絶縁する絶縁板と、を備え、前記正極端子及び前記負極端子は、それぞれ、主側面及び前記主側面よりも小さな面積を有する副側面を有し、前記正極端子及び前記負極端子は、前記正極端子の前記主側面と前記負極端子の前記主側面とが互いに対向するように配置されており、前記絶縁板は、前記正極端子の前記主側面及び前記負極端子の前記主側面間に配置されている。
本開示によれば、端子間の絶縁の確保と、端子の設計の自由度を大きくすることと、の両立が可能な電池モジュールを提供することができる。
本開示の一実施形態の二次電池の構成を概略的に示す正面図である。 図1に示される二次電池からラミネート外装体が取り外された状態を示す正面図である。 二次電池の左側面図である。 図1及び図3におけるIV-IV線での断面図である。 二次電池の分解図である。
本開示の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下で参照する図面では、同一またはそれに相当する部材には、同じ番号が付されている。
図1は、本開示の一実施形態の二次電池の構成を概略的に示す正面図である。この二次電池1は、例えば、車両に搭載される。二次電池1として、例えば、リチウムイオン電池が挙げられる。
図1に示されるように、二次電池1は、電極体ユニット10と、端子ユニット20と、ラミネート外装体30と、を備えている。
電極体ユニット10は、一対の電極12A,12Bと、セパレータ14と、正極集電体16Aと、負極集電体16Bと、固定部18と、を有している。
各電極12A,12Bは、薄膜状ないし薄い平板状に形成されている。各電極12A,12Bは、一方向に長い矩形状に形成されている。一対の電極の一方は正極12Aであり、他方は負極12Bである。各電極12A,12Bは、当該電極の厚み方向に対向するように配置されている。
図4に示されるように、セパレータ14は、一対の電極12A,12B間に設けられている。
正極集電体16Aは、正極12Aに電気的に接続されている。具体的に、正極集電体16Aは、一方向(図1及び図2を参照)における正極12Aの一方側の端部に設けられている。前記一方向及び電極12A,12Bの厚み方向の双方に直交する直交方向(図1及び図2を参照)における正極集電体16Aの長さは、直交方向における各電極12A,12Bの長さの半分未満に設定されている。正極集電体16Aは、金属箔からなる。
負極集電体16Bは、負極12Bに電気的に接続されている。具体的に、負極集電体16Bは、一方向における負極12Bの一方側の端部に設けられている。前記直交方向における負極集電体16Bの長さは、直交方向における各電極12A,12Bの長さの半分未満に設定されている。負極集電体16Bは、金属箔からなる。
図1に示されるように、正極集電体16A及び負極集電体16Bは、前記直交方向に互いに離間した位置に配置されている。図4に示されるように、正極集電体16A及び負極集電体16Bは、各電極12A,12Bの厚み方向(前記一方向及び前記直交方向の双方に直交する方向)に互いに離間した位置に配置されている。
固定部18は、各電極12A,12Bを固定している。固定部18は、前記直交方向における各電極12A,12Bの一方側の縁部と他方側の縁部とを固定している。固定部18は、一方向に沿って延びる形状を有している。固定部18は、樹脂からなる。
固定部18は、端子ユニット20を位置決めする位置決め部18aを有している。位置決め部18aは、固定部18のうち一方向における前記一方側(各集電体16A,16Bが設けられている側)の端部に形成されている。本実施形態では、位置決め部18aは、凹部で構成されている。
端子ユニット20は、電極体ユニット10に装着されるユニットである。端子ユニット20は、正極端子22Aと、負極端子22Bと、保持体24と、絶縁板26と、を有している。
正極端子22A及び負極端子22Bは、それぞれ平板状に形成されている。正極端子22A、正極集電体16Aに電気的に接続されている。負極端子22Bは、負極集電体16Bに電気的に接続されている。
正極端子22A及び負極端子22Bは、それぞれ、主側面S1と、副側面S2と、を有している。副側面S2は、主側面S1よりも小さな面積を有している。正極端子22A及び負極端子22Bは、正極端子22Aの主側面S1と負極端子22Bの主側面S1とが互いに対向するように配置されている。
図2に示されるように、直交方向における各端子22A,22Bの寸法は、直交方向における各集電体16A,16Bの寸法よりも大きい。本実施形態では、直交方向における各端子22A,22Bの寸法は、直交方向における正極集電体16Aの外端部及び負極集電体16Bの外端部間の距離とほぼ同じに設定されている。
保持体24は、各端子22A,22Bを保持している。具体的に、保持体24は、正極端子22Aの主側面S1と負極端子22Bの主側面S1とが互いに対向するように正極端子22A及び負極端子22Bを保持している。保持体24は、当該保持体24に各端子22A,22Bを一方向に挿通させた状態で各端子22A,22Bを保持している。保持体24は、樹脂からなる。本実施形態では、正極端子22A及び負極端子22Bは、保持体24にインサート成形されている。
保持体24は、電極12A,12Bと対向する内表面24S1と、内表面24S1と反対側の外表面24S2と、を有している。内表面24S1は、平坦に形成されている。外表面24S2は、平坦に形成されている。例えば、外表面24S2は、二次電池1の位置決めに利用可能である。
保持体24は、固定部18に取り付けられる取付部24aを有している。取付部24aは、内表面24S1に設けられている。本実施形態では、取付部24aは、位置決め部18aに嵌合する凸部で構成されている。なお、位置決め部18aが凸部で構成され、取付部24aが凹部で構成されてもよい。
絶縁板26は、正極端子22A及び負極端子22B間を絶縁している。絶縁板26は、正極端子22Aの主側面S1及び負極端子22Bの主側面S1間に配置されている。絶縁板26は、保持体24に接続されている。絶縁板26は、樹脂からなる。絶縁板26は、保持体24と一体成形されることが好ましい。
図1及び図2に示されるように、絶縁板26は、張出部26aを有している。張出部26aは、正極端子22Aと負極端子22Bとが互いに対向する対向方向に絶縁板26を見たときに、正極端子22A及び負極端子22Bから張り出す形状を有している。つまり、絶縁板26の外形は、各端子22A,22Bの外形よりも大きい。
ラミネート外装体30は、固定部18及び保持体24の周囲に設けられている。図5に示されるように、ラミネート外装体30は、電極体ユニット10に端子ユニット20が接続された後、固定部18及び保持体24の周囲に樹脂製のフィルムが巻き付けられることにより形成される。
以上のように、この二次電池1では、正極端子22A及び負極端子22B間に絶縁板26が配置されているため、各端子22A,22B間の絶縁が確保され、さらに、正極端子22A及び負極端子22Bは、それぞれの主側面S1同士が互いに対向するように配置されているため、主側面S1の面積を調整することにより、各端子22A,22Bの断面積を調整することが可能となる。よって、この二次電池1では、端子22A,22B間の絶縁の確保と、端子22A,22Bの設計の自由度を大きくすることと、の両立が可能となる。
上述した例示的な実施形態は、以下の態様の具体例であることが当業者により理解される。
上記実施形態における二次電池は、電極と、一方向における前記電極の一方側の端部に設けられた正極集電体と、前記一方向における前記電極の前記一方側の端部に設けられた負極集電体と、前記正極集電体に接続されており、平板状に形成された正極端子と、前記負極集電体に接続されており、平板状に形成された負極端子と、前記正極端子及び前記負極端子間を絶縁する絶縁板と、を備え、前記正極端子及び前記負極端子は、それぞれ、主側面及び前記主側面よりも小さな面積を有する副側面を有し、前記正極端子及び前記負極端子は、前記正極端子の前記主側面と前記負極端子の前記主側面とが互いに対向するように配置されており、前記絶縁板は、前記正極端子の前記主側面及び前記負極端子の前記主側面間に配置されている。
この二次電池では、正極端子及び負極端子間に絶縁板が配置されているため、各端子間の絶縁が確保され、さらに、正極端子及び負極端子は、それぞれの主側面同士が互いに対向するように配置されているため、主側面の面積を調整することにより、各端子の断面積を調整することが可能となる。よって、この二次電池では、端子間の絶縁の確保と、端子の設計の自由度を大きくすることと、の両立が可能となる。
また、各端子の薄型化が可能となるため、各端子の溶接性の向上が可能となり、さらに、薄型化によって各端子の曲げ剛性が低下するため、電極の膨張及び収縮等に起因するセルピッチ変位の吸収性の向上が可能となる。
また、前記絶縁板は、前記正極端子と前記負極端子とが互いに対向する対向方向に当該絶縁板を見たときに、前記正極端子及び前記負極端子から張り出す張出部を有することが好ましい。
このようにすれば、各端子の変形等に起因して正極端子及び負極端子が互いに接触することが抑制される。
また、前記電極を固定する固定部と、前記正極端子の前記主側面と前記負極端子の前記主側面とが互いに対向するように前記正極端子及び前記負極端子を保持する保持体と、をさらに備え、前記絶縁板は、前記保持体に接続されており、前記保持体は、前記固定部に固定されていることが好ましい。
また、前記二次電池において、前記固定部及び前記保持体の周囲に設けられたラミネート外装体をさらに備えることが好ましい。
この態様では、ラミネート外装体が各端子に溶着されている場合に比べ、電極の膨張及び収縮等に起因して各端子に外力が作用した際にラミネート外装体が端子から剥離することが抑制される。
なお、今回開示された実施形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
1 二次電池、10 電極体ユニット、12A 電極(正極)、12B 電極(負極)、14 セパレータ、16A 正極集電体、16B 負極集電体、18 固定部、20 端子ユニット、22A 正極端子、22B 負極端子、24 保持体、26 絶縁板、26a 張出部、30 ラミネート外装体、S1 主側面、S2 副側面。

Claims (4)

  1. 電極と、
    一方向における前記電極の一方側の端部に設けられた正極集電体と、
    前記一方向における前記電極の前記一方側の端部に設けられた負極集電体と、
    前記正極集電体に接続されており、平板状に形成された正極端子と、
    前記負極集電体に接続されており、平板状に形成された負極端子と、
    前記正極端子及び前記負極端子間を絶縁する絶縁板と、を備え、
    前記正極端子及び前記負極端子は、それぞれ、主側面及び前記主側面よりも小さな面積を有する副側面を有し、
    前記正極端子及び前記負極端子は、前記正極端子の前記主側面と前記負極端子の前記主側面とが互いに対向するように配置されており、
    前記絶縁板は、前記正極端子の前記主側面及び前記負極端子の前記主側面間に配置されている、二次電池。
  2. 前記絶縁板は、前記正極端子と前記負極端子とが互いに対向する対向方向に当該絶縁板を見たときに、前記正極端子及び前記負極端子から張り出す張出部を有する、請求項1に記載の二次電池。
  3. 前記電極を固定する固定部と、
    前記正極端子の前記主側面と前記負極端子の前記主側面とが互いに対向するように前記正極端子及び前記負極端子を保持する保持体と、をさらに備え、
    前記絶縁板は、前記保持体に接続されており、
    前記保持体は、前記固定部に固定されている、請求項1又は2に記載の二次電池。
  4. 前記固定部及び前記保持体の周囲に設けられたラミネート外装体をさらに備える、請求項3に記載の二次電池。
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