JP2023024044A - 端子部品ならびに該端子部品を備える二次電池および組電池 - Google Patents
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Abstract
Description
本明細書において、数値範囲をA~B(ここでA、Bは任意の数値)と記載している場合は、一般的な解釈と同様であり、A以上B以下(Aを上回るがBを下回る範囲を含む)を意味する。
図1は、リチウムイオン二次電池10の構成を模式的に示す部分断面図である。図1では、略直方体の電池ケース41の片側の幅広面に沿って、内部を露出させた状態が描かれている。図1に示されたリチウムイオン二次電池10は、いわゆる密閉型電池である。図2は、図1のII-II断面を示す断面図である。図2では、略直方体の電池ケース41の片側の幅狭面に沿って内部を露出させた状態の部分断面図が模式的に描かれている。
電極体20は、絶縁フィルム(図示は省略)などで覆われた状態で、電池ケース41に収容されている。電極体20は、正極要素としての正極シート21と、負極要素としての負極シート22と、セパレータとしてのセパレータシート31,32とを備えている。正極シート21と、第1のセパレータシート31と、負極シート22と、第2のセパレータシート32とは、それぞれ長尺の帯状の部材である。
電池ケース41は、図1に示されているように、電極体20を収容している。電池ケース41は、一側面が開口した略直方体の角形形状を有するケース本体41aと、開口に装着された蓋41bとを有している。この実施形態では、ケース本体41aと蓋41bは、軽量化と所要の剛性を確保するとの観点で、それぞれアルミニウムまたはアルミニウムを主とするアルミニウム合金で形成されている。
ケース本体41aは、図1および2に示されているように、一側面が開口した略直方体の角形形状を有している。ケース本体41aは、略矩形の底面部61と、一対の幅広面部62,63と、一対の幅狭面部64,65とを有している。一対の幅広面部62,63は、それぞれ底面部61のうち長辺から立ち上がっている。一対の幅狭面部64,65は、それぞれ底面部61のうち短辺から立ち上がっている。ケース本体41aの一側面には、一対の幅広面部62,63と一対の幅狭面部64,65で囲まれた開口41a1が形成されている。
蓋41bは、一対の幅広面部62,63の長辺と、一対の幅狭面部64,65の短辺とで囲まれたケース本体41aの開口41a1に装着される。そして、蓋41bの周縁部が、ケース本体41aの開口41a1の縁に接合される。かかる接合は、例えば、隙間がない連続した溶接によるとよい。かかる溶接は、例えば、レーザー溶接によって実現されうる。
ガスケット71は、図3に示されているように、蓋41bの取付孔41b1および蓋41bの外表面に取り付けられる部材である。この実施形態では、ガスケット71は、座部71aと、ボス部71bと、側壁71cとを備えている。座部71aは、蓋41bの外表面に装着される部位である。ボス部71bは、蓋41bの取付孔41b1に装着されるように取付孔41b1の内側面に沿った外形形状を有している。ボス部71bの内側面は、外部端子43bの軸部43b2が装着される装着孔となる。側壁71cは、座部71aの周縁から上方に立ち上がっている。外部端子43bの頭部43b1は、ガスケット71の側壁71cで囲まれた部位に装着される。
インシュレータ72は、蓋41bの取付孔41b1の周りにおいて、蓋41bの内側に装着される部材である。インシュレータ72は、底壁72aと、孔72bとを備えている。底壁72aは、蓋41bの内側面に沿って配置される部位である。この実施形態では、底壁72aは、略平板状の部位である。底壁72aは、蓋41bの内側面に沿って配置されている。孔72bは、ガスケット71のボス部71b内側面に対応して設けられた穴である。インシュレータ72には、電池ケース41の内部に配置されるため、所要の耐薬品性を備えているとよい。この実施形態では、インシュレータ72には、PPSが用いられている。PPSは、ポリフェニレンサルファイド樹脂(Poly Phenylene Sulfide Resin)である。なお、インシュレータ72に用いられる材料は、PPSに限定されない。
なお、本明細書において「アルミニウムを主体とする合金」とは、少なくとも50%以上がアルミニウムで構成された合金のことをいう。当該アルミニウム材料に含まれ得る他の元素は特に限定されるものではないが、珪素、鉄、銅、マンガン、マグネシウム、亜鉛、クロム、チタン、鉛、ジルコニウム等が挙げられる。また、「銅を主体とする合金」とは、少なくとも50%以上が銅で構成された合金のことをいう。当該同材料に含まれ得る他の元素は特に限定されるものではないが、珪素、鉄、マンガン、マグネシウム、亜鉛、クロム、チタン、鉛、スズ、リン、アルミニウム、ニッケル、コバルト、ベリリウム、ジルコニウム等が挙げられる。
なお、台部130の外形の形状は特に限定されるものではなく、平面視において、多角形状、円状、楕円状等であり得る。なお、台部130は、ベース部110と同じ材質で構成することができる。また、台部130の被接合材と接触し得る部分(例えば、台部130の上面131)に、ダイヤモンドライクカーボン(DLC)コートや、窒化チタン(TiN)コート等のコート処理を施してもよい。これにより、被接合材を構成する金属(例えばアルミニウム)の凝着が低減し得る。また、コート処理により耐摩耗性が向上し得る。
このようにして、隆起部225を備える端子部品200を製造することができる。以下、隆起部225をより好適に形成し得るホーン100の構成について説明する。
なお、バリ蓄積部170は、大まかに言えば、露出面112の上部の空間のうち、台部130の高さT3までの空間のことをいう(図10参照)。また、台部130の高さT3は、ベース部110の上面(露出面112)からの高さのことをいう。
20 電極体
21 正極シート
21a 正極集電箔
21a1 未形成部
21b 正極活物質層
22 負極シート
22a 負極集電箔
22a1 未形成部
22b 負極活物質層
31,32 セパレータシート
41 電池ケース
41a ケース本体
41a1 開口
41b 蓋
41b1 取付孔
42 正極端子
42a 正極の内部端子
42b 正極の外部端子
43 負極端子
43a 負極の内部端子
43a1 基部
43a2 接続片
43b 負極の外部端子
43b1 頭部
43b2 軸部
43b3 カシメ片
61 底面部
62,63 幅広面部
64,65 幅狭面部
71 ガスケット
71a 座部
71b ボス部
71c 側壁
72 インシュレータ
72a 底壁
72b 孔
90 組電池
91 スペーサ
92A,92B エンドプレート
93 バスバ
94 拘束バンド
96 ビス
98 端部スペーサ
99 溶接部
100 ホーン
110 ベース部
112 露出面
130 台部
131 上面
132 周壁
132a 幅広面
132b 幅狭面
150 圧接部
152 突起
152a 上面
152b 底面
152c 側面
154 ジグザグ部
170 バリ蓄積部
200 端子部品
210 第1部材
212 軸部
212a 端部
214 フランジ部
216 筒部
220 第2部材
221 表面
222 凹部
222a 底部
222b 側周面
223 表面
224 凹部
224a 底部
224b 側周面
225 隆起部
226 接触部
230 金属接合部
300 アンビル
T1 隆起部の高さ
T2 凹部の深さ
T3 台部の高さ
T4 突起の高さ
W1 露出面の幅
Claims (9)
- 金属製の第1部材と、
板状の金属製の第2部材と
を備える端子部品であって、
前記第1部材と前記第2部材とが重ね合わされた境界面には、金属接合によって接合された金属接合部が形成されており、
前記第2部材の前記境界面と反対側の表面には、前記金属接合部に近接した周囲に、当該表面から隆起した隆起部が形成されている、
端子部品。 - 前記第2部材の前記境界面と反対側の表面は凹部を有し、該凹部内に前記隆起部が形成されている、請求項1に記載の端子部品。
- 前記隆起部の前記凹部の底部からの最大高さは、前記凹部の底部から該凹部を有する前記表面までの高さを超えない、請求項2に記載の端子部品。
- 前記隆起部は、前記金属接合部を囲むように連続的に形成されている、請求項1~3のいずれか一項に記載の端子部品。
- 前記隆起部は、平坦な上面を有する、請求項1~4のいずれか一項に記載の端子部品。
- 前記金属接合部は、超音波接合により接合された超音波接合部である、請求項1~5のいずれか一項に記載の端子部品。
- 正極および負極を含む電極体と、
前記電極体を内部に収容した電池ケースと、
前記正極と電気的に接続された正極端子と、
前記負極と電気的に接続された負極端子と
を備えた二次電池であって、
前記正極端子および前記負極端子の少なくとも一方は、請求項1~6のいずれか一項に記載の端子部品を含む、二次電池。 - 複数の単電池が相互に電気的に接続されて配列された組電池であって、
前記複数の単電池の少なくとも一つとして請求項7に記載の二次電池を備える、組電池。 - 前記複数の単電池は、バスバにより一の単電池の正極端子と他の一の単電池の負極端子とがそれぞれ電気的に接続されており、
ここで、前記端子部品は、前記第2部材と、該第2部材と電気的に接続されている前記バスバとがビーム溶接された溶接部を有しており、
前記隆起部は前記金属接合部と、前記溶接部との間に位置している、請求項8に記載の組電池。
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