JP2024064663A - 蓄電デバイス - Google Patents

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Abstract

【課題】外装体の内部で電極体が上下方向に動くのを簡易な構成で抑制すること。【解決手段】蓄電デバイス100は、電極体20と、外装体12と、封口板14と、集電体50と、絶縁部材91と、を備えている。電極体20は、タブ22tを有している。外装体12は、底面12aと、底面12aに対向する開口12hとを有し、電極体20を収容する部材である。封口板14は、開口12hを塞ぐ。集電体50は、封口板14に取り付けられ、タブ22tを介して電極体20と電気的に接続される。絶縁部材91は、封口板14と集電体50との間に配置される。また、絶縁部材91は、電極体20に向かって延伸し、電極体20を底面12aに対して押さえつける延伸部80を備えている。【選択図】図1

Description

本開示は、蓄電デバイスに関する。
特許文献1には、電極体と、電極体を収容する外装体と、外装体を塞ぐ蓋と、電極端子と、を備える蓄電装置が開示されている。かかる蓄電装置の蓋には、外装体内に電解液を注液するための注液孔が設けられている。また、蓋には、該蓋の電極体側の面における注液孔の開口を包囲するように、蓋から電極体に向かって延びた筒体が設けられている。そして、かかる筒体は、該筒体に連結し、注液孔および電極体の間に介在した遮蔽部を備えている。この文献には、遮蔽部を備えることによって、外装体内に注液された電解液が電極体に衝突する際の電解液の流速を低下させることができると記載されている。そして、これによって、電極体の材料の損傷、剥離および滑落の発生を抑制することができると記載されている。
また、この文献では、蓋に、電極体と電極端子とを電気的に接続する集電体が設けられている。集電体には、貫通孔が設けられており、該貫通孔に筒体が挿入される。また、電極体と集電端子との接続では、電極体から延びたタブが集電体に取り付けられる。このとき、タブの先端が貫通孔に挿入された筒体の側面に対向する。また、この文献の蓄電装置は、2つの電極体を有しており、一方の電極体から延びたタブと、他方の電極体から延びたタブとの間に、筒体が挟まれている。
特開2019-129129号公報
ところで、電極タブが蓋側に配置された構成を有する蓄電デバイスでは、封口板と電極体の上端面との間に空間が形成される場合がある。このような場合、蓄電デバイスに振動、衝撃が加わると、外装体の内部で電極体が上下方向に動きやすくなる。本発明者は、外装体の内部で電極体が上下方向に動くのを簡易な構成で抑制したいと考えている。
ここで開示される蓄電デバイスは、電極タブを有する電極体と、底面と該底面に対向する開口とを有し、上記電極体を収容する外装体と、上記開口を塞ぐ封口板と、上記封口板に取り付けられ、上記電極タブを介して上記電極体と電気的に接続される集電体と、上記封口板と上記集電体との間に配置された絶縁部材と、を備えている。上記絶縁部材は、上記電極体に向かって延伸し、該電極体を上記底面に対して押さえつける延伸部を備えている。
かかる構成によると、絶縁部材が上述のような延伸部を備えることによって、外装体の内部で電極体が上下方向に動くのを簡易な構成で抑制することができる。
ここで開示される蓄電デバイスの好ましい一態様では、上記延伸部は、上記絶縁部材から上記電極体に向かって傾斜している。上記延伸部の先端は、上記電極体の上端面の長辺方向の中央線と、該上端面の短辺方向の中央線との交点を含む中央領域と接している。かかる構成によると、上述の効果を向上させることができる。
ここで開示される蓄電デバイスの好ましい他の一態様では、上記延伸部は、略矩形板状である。また、上記延伸部は、先端に直線部分と、該直線部分の両端に2つの湾曲部分と、を備えている。かかる構成によると、上述の効果を向上させることができる。また、延伸部によって電極体が損傷されるのを抑制する効果を実現することができる。
ここで開示される蓄電デバイスの好ましい他の一態様では、上記延伸部の先端は、上記電極体との接触部位に、R形状を有している。かかる構成によると、上述の電極体損傷抑制効果をより高めることができる。
ここで開示される蓄電デバイスの好ましい他の一態様では、上記延伸部において、上記電極体との接触部位は、該接触部位を除いた他の部位よりも柔らかい樹脂材料で構成されている。かかる構成によると、上述の電極体損傷抑制効果をより高めることができる。
ここで開示される蓄電デバイスの好ましい他の一態様では、上記延伸部は、先端を除いた領域における上記電極体側の表面に、上記電極体に向かって突出するボスを有している。かかる構成によると、ここで開示される技術の効果に加えて、延伸部の剛性を高めることができる。
蓄電デバイスは、電解液と、上記封口板に設けられた、上記電解液を上記外装体内に注液する注液孔と、を備えているとよい。また、上記延伸部は、上記注液孔と上記電極体との間に介在するとよい。かかる構成によると、ここで開示される技術の効果に加えて、注液された電解液によって電極体が損傷されるのを抑制することができる。
図1は、蓄電デバイス100の縦断面図である。 図2は、図1のII-II断面図である。 図3は、第1絶縁部材91の斜視図である。 図4は、電極体20の平面図である。 図5は、第1絶縁部材291の側面図である。 図6は、第1絶縁部材391の側面図である。
以下、ここで開示される蓄電デバイスの一実施形態を説明する。ここで説明される実施形態は、当然ながら特にここで開示される技術を限定することを意図したものではない。ここで開示される技術は、特に言及されない限りにおいて、ここで説明される実施形態に限定されない。各図面は模式的に描かれており、必ずしも実物を反映していない。また、同一の作用を奏する部材・部位には、適宜に同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、数値範囲を示す「A~B」の表記は、特に言及されない限りにおいて「A以上B以下」を意味するとともに、「Aを上回り、かつ、Bを下回る」の意味をも包含する。
本明細書において、「蓄電デバイス」とは、電解質を介して一対の電極(正極および負極)の間で電荷担体が移動することによって充放電反応が生じるデバイスをいう。かかる蓄電デバイスは、リチウムイオン二次電池、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池等の二次電池;リチウムイオンキャパシタ、電気二重層キャパシタ等のキャパシタ;を包含する。以下では、上述した蓄電デバイスの一例として、リチウムイオン二次電池を対象とした場合の実施形態について説明する。
<第1実施形態>
図1は、蓄電デバイス100の縦断面図である。図2は、図1のII-II断面図である。図1では、蓄電デバイス100の外装体12の幅広面12bに沿って内部を露出させた状態が示されている。図2では、蓄電デバイス100の外装体12の幅狭面12cに沿って内部を露出させた状態が示されている。なお、図面中の符号L、R、U、D、F、Rrは、左、右、上、下、前、後、を表す。また、図面中の符号Xは、蓄電デバイス100の短辺方向を示し、符号Yは、蓄電デバイス100の長辺方向を示し、符号Zは、蓄電デバイス100の上下方向(高さ方向)を示す。ただし、これらは説明の便宜上の方向に過ぎず、蓄電デバイス100の設置形態を何ら限定するものではない。
図1および図2に示されているように、蓄電デバイス100は、外装体12と、封口板14と、電極体20と、正極端子30と、負極端子40と、正極集電体50と、負極集電体60と、絶縁性の部材と、を備えている。蓄電デバイス100は、ここではリチウムイオン二次電池である。図示は省略するが、蓄電デバイス100は、ここではさらに電解液を備えている。
外装体12は、例えば、電極体20を収容する筐体である。外装体12は、図1および図2に示されているように、開口12h、底面12a、一対の幅広面12b、および、一対の幅狭面12cを有している。この実施形態では、底面12aは、略矩形状であり、開口12hに対向している。また、一対の幅広面12bは、底面12aの一対の対向する長辺から延びている。また、一対の幅狭面12cは、底面12aの一対の対向する短辺から延びている。この実施形態では、幅広面12bの面積は、幅狭面12cの面積よりも大きい。また、開口12hは、略矩形状であり、封口板14が装着される。そして、開口12hの周縁に封口板14が接合されることによって、外装体12と封口板14とが一体化され、気密に封止される。
封口板14は、例えば、開口12hを封口する平板状の部材である。封口板14は、例えば、開口12hの形状に応じた形状であるとよい。この実施形態では、封口板14は、略矩形状である。封口板14は、図1および図2に示されているように、対向する一対の長辺部14aと、対向する一対の短辺部14bとを有している。図1では、一対の短辺部14bが左端部と右端部とにそれぞれ配置されている。図1に示されているように、封口板14には、例えば、注液孔15と、排出弁17と、が設けられている。注液孔15は、外装体12に封口板14を組み付けた後に、外装体12内に電解液を注液するためのものである。注液孔15は、封止部材16により封止されている。排出弁17は、かかる封止後の外装体12内の圧力が所定値以上になったときに破断して、内部のガスを外部に排出するように構成された薄肉部である。
電極体20は、例えば、蓄電デバイス100の発電要素である。図2に示されているように、蓄電デバイス100は、隣り合って配置される2つの電極体20を備えている。かかる隣接する2つの電極体20は、図1および図2に示されているように、電極体ホルダ29に覆われた状態で、外装体12に収容されている。図1に示されているように、電極体20は、矩形シート状の正極板22と、矩形シート状の負極板24と、セパレータとしてのセパレータ70とを備えている。正極板22および負極板24は、セパレータ70を介して積層された積層構造を備えている。ここでは、電極体20は、予め定められた形状に形成された正極板22と負極板24とがセパレータ70を介在させて重ねられた、いわゆる積層型電極体が例示されている。
正極板22は、図1に示されているように、略矩形状の正極集電箔22cと、正極集電箔22cに形成された正極活物質層22aとを備えている。正極活物質層22aは、正極集電箔22cの両側面にそれぞれ形成されている。この実施形態では、正極活物質層22aの形成領域は、矩形状である。正極板22は、正極活物質層22aの形成領域の一の辺から突出する正極タブ22tを有している。正極タブ22tは、正極集電箔22cの一部であり、表面に正極活物質層22aが形成されない活物質層未形成部である。この実施形態では、正極活物質層22aと正極タブ22tとの境界に、正極保護層22pが形成されている。正極保護層22pは、ここでは、正極タブ22tの突出方向における正極活物質層22aの端部に形成されており、正極タブ22tと隣接している。なお、正極保護層22pの形成は必須ではない。
正極集電箔22cには、例えば、アルミニウム箔が用いられうる。正極活物質層22aは、正極活物質を含む層である。正極活物質は、例えば、リチウムイオン二次電池では、リチウム遷移金属複合材料のように、充電時にリチウムイオンを放出し、放電時にリチウムイオンを吸収しうる材料である。正極活物質は、一般的にリチウム遷移金属複合材料以外にも種々提案されており、特に限定されない。正極保護層22pは、例えば、アルミナ等の無機フィラーを含む層である。
負極板24は、図1に示されているように、略矩形状の負極集電箔24cと、負極集電箔24cに形成された負極活物質層24aとを備えている。負極活物質層24aは、負極集電箔24cの両側面にそれぞれ形成されている。この実施形態では、負極活物質層24aの形成領域は、矩形状である。負極板24は、かかる負極活物質層24aの形成領域の一の辺から突出する負極タブ24tを有している。負極タブ24tは、負極集電箔24cの一部であり、表面に負極活物質層24aが形成されない活物質層未形成部である。
負極集電箔24cには、例えば銅箔が用いられうる。負極活物質層24aは、負極活物質を含む層である。負極活物質は、例えば、リチウムイオン二次電池では、天然黒鉛のように、充電時にリチウムイオンを吸蔵し、充電時に吸蔵したリチウムイオンを放電時に放出しうる材料である。負極活物質は、一般的に天然黒鉛以外にも種々提案されており、特に限定されない。
セパレータ70は、この実施形態では略矩形状であり、負極活物質層24aを覆うことができるように、負極活物質層24aよりも一回り大きく形成されている。セパレータ70には、例えば、所要の耐熱性を有する電解質が通過しうる多孔質の樹脂シートが用いられる。セパレータ70についても種々提案されており、特に限定されない。
図1に示されているように、底面12aの長辺方向における負極活物質層24aの幅P2は、同方向における正極活物質層22aの幅P1よりも大きい。底面12aの長辺方向におけるセパレータ70の幅P3は、負極活物質層24aの幅P2よりも大きい。正極タブ22tおよび負極タブ24tは、セパレータ70からはみ出すように、所要の長さを備えている。正極板22と負極板24とセパレータ70とは、図1に示されているように、セパレータ70を介在させた状態で負極活物質層24aが正極活物質層22aを覆い、かつ、正極タブ22tおよび負極タブ24tが、それぞれセパレータ70からはみ出るように重ねられる。この実施形態では、正極板22と負極板24とがセパレータ70を介して重ねられて形成された矩形の領域では、正極板22の両面に正極活物質層22aが形成されており、負極板24の両面に、負極活物質層24aが形成されている。また、上記矩形の領域の一の端部(ここでは、電極体20の上端面20e)では、複数の正極タブ22tが重ね合わせられた状態で突出している。また、上記一の端部では、複数の負極タブ24tが重ね合わせられた状態で突出している。
電極体20は、図1および図2に示されているように、正極タブ22tおよび負極タブ24tを除く本体部が、一対の幅広矩形面20aを有する扁平な直方体形状である。この実施形態では、各電極板およびセパレータ70の積層方向(図2では、方向X)の端面が幅広矩形面20aを構成している。上記本体部における、一対の幅広矩形面20aを除く4つの側面は、正極板22と負極板24とセパレータ70との積層面である。
正極端子30は、例えば、電極体20の正極板22に電気的に接続される部材である。図1に示されているように、正極端子30は、端子引出孔18に挿通され、封口板14の外表面に露出している。ここでは、正極端子30は、第1導電部材31と、第2導電部材32とを有している。第1導電部材31は、軸部31aとベース部31bとを有している。軸部31aは、例えば、円筒状であり、端子引出孔18と第2導電部材32の貫通孔に挿通されるとともに、正極集電体50の貫通孔50hに挿通される。ベース部31bは、例えば、平板状であり、封口板14の外表面に沿って配置される。図1に示された形態では、第2導電部材32は、例えば、平板状であり、封口板14の外表面に沿って配置される。第1導電部材31と第2導電部材32とは、封口板14の外表面側で、相互に接続されている。第1導電部材31は、例えば、アルミニウムまたはアルミニウム合金で構成されうる。第2導電部材32は、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金等で構成されうる。
負極端子40は、例えば、電極体20の負極板24に電気的に接続される部材である。図1に示されているように、負極端子40は、端子引出孔19に挿通され、封口板14の外表面に露出している。ここでは、負極端子40は、第1導電部材41と、第2導電部材42とを有している。第1導電部材41は、例えば、銅または銅合金で構成されうる。その他、負極端子40は、正極端子30と同様の構成を有しうる。このため、負極端子40の構成についての説明は、ここでは省略する。
正極集電体50は、例えば、複数枚重ねられた正極タブ22tを介して電極体20と電気的に接続される部材である。正極集電体50は、例えば、矩形平板状の導電部材である。図1に示された形態では、正極集電体50は、封口板14の内表面に沿って延びている。図1に示された形態では、正極集電体50は、封口板14に、注液孔15と重ならないように取り付けられている。正極集電体50は、貫通孔50hを有している。貫通孔50hには、正極端子30が挿通されている。また、正極集電体50には、複数枚重ねられた正極タブ22tが接合されている。正極集電体50は、例えば、アルミニウムまたはアルミニウム合金で構成されうる。
負極集電体60は、例えば、複数枚重ねられた負極タブ24tを介して電極体20と電気的に接続される部材である。負極集電体60は、例えば、矩形平板状の導電部材である。図1に示された形態では、負極集電体60は、封口板14の内表面に沿って延びている。図1に示された形態では、負極集電体60は、封口板14に、注液孔15と重ならないように取り付けられている。負極集電体60は、貫通孔60hを有している。貫通孔60hには、負極端子40が挿通されている。また、負極集電体60には、複数枚重ねられた負極タブ24tが接合されている。負極集電体60は、例えば、銅または銅合金で構成されうる。
蓄電デバイス100では、種々の絶縁性の部材が用いられている。蓄電デバイス100は、例えば、電極体ホルダ29と、ガスケット90と、第1絶縁部材91,92と、第2絶縁部材93とを備えている(図1および図2参照)。電極体ホルダ29は、例えば、電極体20と外装体12との導通を防止する部材である。ここでは、電極体20は、電極体ホルダ29に覆われた状態で外装体12の内部に配置されている。電極体ホルダ29は、例えば、絶縁性の樹脂シートからなる。
ガスケット90と第2絶縁部材93とは、例えば、正極端子30と封口板14との導通、ならびに、負極端子40と封口板14との導通を防止する部材である。ガスケット90は、ここでは、正極側の第1導電部材31と封口板14の外表面との間、ならびに、負極側の第1導電部材41と封口板14の外表面との間に配置されている。また、ガスケット90は、端子引出孔18の内周と、端子引出孔19の内周とに装着されている。第2絶縁部材93は、ここでは、正極側の第2導電部材32と封口板14の外表面との間、ならびに、負極側の第2導電部材42と封口板14の外表面との間に配置されている。
図3は、第1絶縁部材91の斜視図である。図3には、図1における封口板14側の第1面91aからみた第1絶縁部材91の斜視図が示されている。第1絶縁部材91は、例えば、正極集電体50と封口板14との導通を防止する部材である。第1絶縁部材91は、ここでは、正極集電体50と封口板14の内表面との間に配置されている。図1および図3に示されているように、第1絶縁部材91は、本体部911と、延伸部80と、を有している。本体部911は、例えば、封口板14と正極集電体50との間に配置される部位である。図3に示されているように、本体部911は、平坦部912と、壁部913と、を有している。平坦部912は、例えば、矩形平板状であり、正極集電体50が配置される部位である。図1に示された形態では、平坦部912は、第1面91aを封口板14の内表面側に、第2面91bを電極体側にして、封口板14の内表面に取り付けられている。ここでは、第2面91bに正極集電体50が配置されている。第2面91bは、図1では、第1面91aの反対側の面であり、外装体12内に収容された電極体20側の面である。平坦部912は、ここでは、貫通孔91hを有している。平坦部912への正極集電体50の配置では、例えば、正極集電体50の貫通孔50hが貫通孔91hに重ねられる。貫通孔91hには、例えば、ガスケット90の一部が挿通される。
壁部913は、例えば、平坦部912(ここでは、第2面91b)に配置された正極集電体50の周縁を取り囲む部位である。図1および図3に示されているように、壁部913は、平坦部912の周縁(ここでは、第2面91bの周縁)から延びている。図1に示された形態では、壁部913は、電極体20に向かって延びている。図3に示されているように、壁部913は、対向する一対の第1壁部913a,913bと、対向する一対の第2壁部913c,913dとを有している。第1壁部913a,913bは、例えば、封口板14の短辺部14bと略平行である。第1壁部913aは、例えば、封口板14の中心側(図1では、注液孔15側)に配置される(図1参照)。第1壁部913bは、例えば、封口板14の左側端部に配置される(図1参照)。第2壁部913c,913dは、例えば、封口板14の長辺部14aと略平行である。第2壁部913cは、例えば、封口板14の手前側に配置される(図示略)。第2壁部913dは、例えば、封口板14の奥側に配置される(図示略)。
壁部913の延伸端913eには、延伸部80が設けられている。ここでは、第1壁部913aにおける延伸端913eに、延伸部80が設けられている。この実施形態では、第1絶縁部材91の本体部911は、延伸部80と一体的に形成されている。第1絶縁部材91において、本体部911から延伸部80が延伸するように設けられることによって、延伸部80を取り付けるために別部材を使用するのを省略することができる。なお、第1絶縁部材91は、ここで開示される蓄電デバイスにおける「絶縁部材」の一例である。
延伸部80は、ここでは、電極体20を底面12aに対して押さえつける部位である。この実施形態では、延伸部80は、電極体20に向かって延伸している。図3に示されているように、延伸部80は、平坦部912に対して傾斜して延伸している。延伸部80の延伸方向は、図3中の矢印Tによって示されている。以下の説明において、かかる方向を単に「延伸方向T」とも称する。延伸方向Tは、ここでは、延伸部80の基端801から先端802に向かう方向である。なお、図1に示された形態では、延伸部80の上面80uは、封口板14の内表面と対向している。また、延伸部80の下面80dは、電極体20の上端面20eと対向している。上面80uおよび下面80dは、この実施形態では、凸部、凹部等が設けられていない平坦面である。
図1に示されているように、延伸部80は、第1絶縁部材91(ここでは、本体部911)から電極体20に向かって傾斜している。本明細書において、「延伸部80が電極体20に向かって傾斜している」とは、延伸部80と電極体20の上端面20eとが成す角(以下、単に「延伸部80の傾斜角」ともいう。)が10度よりも大きいことをいう。電極体20の上端面20eは、例えば、封口板14の内表面に対向する面である。上端面20eは、ここでは、電極タブが設けられた面である。延伸部80の傾斜角は、概ね45度以下であり、例えば40度以下、30度以下、20度以下、15度以下であるとよい。延伸部80が電極体20に向かって傾斜することによって、延伸部80の先端802が、本体部911から最短距離で電極体20における目的部位に到達することができる。このため、延伸部80をよりコンパクトなものにすることができる。
図4は、電極体20の平面図である。図4には、幅広矩形面20aどうしを対向させて並べられた2つの電極体20の上端面20eが示されている。図4に示された形態では、延伸部80の先端802は、電極体20の上端面20eの中央領域20CRと接している。中央領域20CRは、ここでは、上端面20eの長辺方向の中央線CL1と、上端面20eの短辺方向の中央線CL2との交点(中心点)CPを含む領域である。上端面20eの長辺方向における中央領域20CRの幅W2は、上端面20eの長辺方向における幅W1に対して、概ね1/8~1/4(例えば1/6~1/5)であるとよい。上端面20eの中心点CPと、中央領域20CRの中心点(図示なし)とは、一致していることが好ましいが、ここで開示される技術の効果が実現される限り、一致していなくてもよい。延伸部80の先端802が上端面20eの中央領域20CRと接することによって、延伸部80が電極体20を押圧したときに、より安定的に電極体20を押圧することができる。また、電極体20がかかる押圧によって転倒するリスクを低減することができる。このため、外装体12の内部で電極体20が上下方向に動くのを抑制することができる。
また、図1に示された形態では、延伸部80は、注液孔15と電極体20との間に介在している。この場合、延伸部80の上面80uが注液孔15から注液された電解液を受けるとともに、電解液の流路となる。これによって、注液された電解液が直接電極体20に当たるのを抑制することができる。このため、注液された電解液による衝撃で電極体20の内部が損傷するのを抑制することができる。
図3に示された形態では、延伸部80は、略矩形板状である。また、延伸部80は、先端802に直線部分81と、2つの湾曲部分82とを有している。2つの湾曲部分82は、直線部分81の両端に配置されている。湾曲部分82は、図3に示されているように、外側に湾曲している。ここでは、直線部分81の下縁81e(直線部分81の下面80d側の縁)の全体が電極体20の上端面20eに接する。延伸部80が先端802に直線部分81を有することによって、先端802と上端面20eとが接する範囲を大きくすることができる。このため、外装体12の内部で電極体20が上下方向に動くのをよりよく抑制することができる。また、上端面20eに加わる圧力を分散させることができる。さらに、直線部分81の両端にそれぞれ湾曲部分82が設けられることによって、先端802の角部がなくなっている。これによって、電極体20の上端面20eが延伸部80との接触によって損傷するリスクを低減することができる。
特に限定するものではないが延伸部80の先端802は、電極体20との接触部位にR形状を有することが好ましい。この実施形態では、直線部分81の下縁81eがR面取りされることが好ましい。これによって、電極体20の上端面20eが延伸部80との接触によって損傷するリスクを低減することができる。あるいは、同様の観点から、先端802と上端面20eとが面接触してもよい。この場合、直線部分81の下縁81eを面取り(例えば、C面取り)するとよい。直線部分81の下縁81eの面取りされた部分が上端面20eと面接触することによって、上端面20eに加わる圧力を分散させることができる。
延伸部80を構成する材料は、例えば、樹脂材料である。延伸部80は、例えば、1種類の樹脂材料で構成されてもよく、2種類以上の樹脂材料で構成されてもよい。例えば、延伸部80において、電極体20との接触部位は、該接触部位を除いた他の部位よりも柔らかい樹脂材料で構成されていてもよい。この場合、例えば、延伸部80は、上面80u側の上層と、下面80d側の下層との2層構造を有するとよい。例えば、下層を相対的に柔らかい樹脂材料で構成し、上層を相対的に硬い樹脂材料で構成するとよい。これによって、延伸部80の先端802(ここでは、直線部分81の下縁81e)が電極体20の上端面20eを損傷させるリスクを低減することができる。また、延伸部80の他の部位を相対的に硬い樹脂材料で構成することによって、延伸部80に剛性を高めることができる。なお、延伸部80の構成材料としては、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樹脂;パーフルオロアルコキシアルカン、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)等のフッ素系樹脂;等の合成樹脂材料が挙げられる。また、延伸部80は、第1絶縁部材91と同じ材料で構成されていてもよい。
第1絶縁部材92は、例えば、負極集電体60と封口板14との導通を防止する部材である。第1絶縁部材92は、ここでは、負極集電体60と封口板14の内表面との間に配置されている。図1に示されているように、第1絶縁部材92は、貫通孔92hと、平坦部921と、壁部922とを備えている。第1絶縁部材92は、ここでは、延伸部80を備えていない。それ以外は、正極側の第1絶縁部材91と同じ構成を有している。このため、第1絶縁部材92の構成についての説明は、ここでは省略する。
電極体ホルダ29と、ガスケット90と、第1絶縁部材91,92と、第2絶縁部材93とを構成する材料は、特に限定されない。かかる構成材料として、上述した樹脂材料が用いられうる。
上述のとおり、蓄電デバイス100は、電極体20と、外装体12と、封口板14と、正極集電体50と、第1絶縁部材91と、を備えている。電極体20は、正極タブ22tを有している。外装体12は、底面12aと、底面12aに対向する開口12hとを有し、電極体20を収容する部材である。封口板14は、開口12hを塞ぐ。正極集電体50は、封口板14に取り付けられ、正極タブ22tを介して電極体20と電気的に接続される。第1絶縁部材91は、封口板14と正極集電体50との間に配置される。また、第1絶縁部材91は、電極体20に向かって延伸し、電極体20を底面12aに対して押さえつける延伸部80を備えている。
蓄電デバイス100では、電極体20を外装体12の底面12aに対して押さえつける延伸部80を備える第1絶縁部材91が用いられている。このため、外装体12の内部で電極体20が上下方向に動くのを簡易な構成で抑制することができる。
蓄電デバイス100は各種用途に利用可能であるが、例えば、乗用車、トラック等の各種の車両に搭載されるモータ用の動力源(駆動用電源)として好適に用いることができる。車両の種類は特に限定されないが、例えば、プラグインハイブリッド自動車(PHEV)、ハイブリッド自動車(HEV)、電気自動車(BEV)等が挙げられる。
以上、ここで開示される技術の実施形態について説明したが、ここで開示される技術を上記実施形態に限定することを意図したものではない。ここで開示される技術は、他の実施形態においても実施されうる。特許請求の範囲に記載の技術には、上記に例示した実施形態を様々に変形、変更したものが含まれる。例えば、上記した実施形態の一部を他の変形態様に置き換えることも可能であり、上記した実施形態に他の変形態様を追加することも可能である。また、その技術的特徴が必須なものとして説明されていなければ、適宜削除することも可能である。
<第2実施形態>
例えば、上記第1実施形態では、延伸部80の上面80uおよび下面80dは、いずれも平坦面であった。しかし、これに限定されない。図5は、第1絶縁部材291の側面図である。図5に示された形態では、第1絶縁部材291では、本体部911から延伸部280が延伸している。延伸部280では、先端802を除いた領域における下面80dに、下方に向かって突出するボス281を有している。延伸部280における先端を除いた領域は、例えば、湾曲部分82よりも基端801側の領域である。かかる領域にボス281を設けることによって、延伸部280の剛性を高めることができる。
ボス281は、この実施形態では、円筒状である。また、図5では、延伸方向Tに沿って、3つのボス281が設けられている。ボス281の形状および数は、特に限定されず、必要に応じて適宜設定される。例えば、他の実施形態において、延伸方向Tに沿って、下面80dに梁状のボスを設けてもよい。また、この実施形態では、ボス281は、電極体20の上端面20eに接していない。しかし、これに限定されず、外装体12の内部で電極体20が上下方向に動くのをよりよく抑制する観点から、ボス281を上端面20eに接するものとしてもよい。
<その他の実施形態>
また、電極体20の移動を抑制する効果に加えて、注液された電解液による電極体20の内部の損傷発生を抑制する観点から、延伸部80,280の上面80uにスリットを設けてもよい。このスリットは、例えば、延伸方向Tに沿って設けられることが好ましい。
また、上記第1実施形態および上記第2実施形態では、延伸部80,280は板状である。しかし、これに限定されない。他の実施形態において、ブロック状の延伸部が採用されうる。図6は、第1絶縁部材391の側面図である。図6に示された形態では、第1絶縁部材391では、本体部911から延伸部380が延伸している。この実施形態では、延伸部380がブロック状である。ここでは、下面380dが電極体20の上端面20eを底面12aに押し付ける。これによって、上端面20eとの接触面積を大きくすることができるとともに、延伸部380の自重を上端面20eに加えることができる。このため、外装体12の内部で電極体20が上下方向に動くのをよりよく抑制することができる。なお、図6では、延伸部380の上面380uは傾斜がない平坦面であるが、これに限定されない。例えば、上面380uに、延伸方向Tに沿うスリットを設けてもよい。あるいは、上面830uを基端381から先端382に向かって低くなる斜面としてもよい。なお、図5および図6において、符号「912」は平坦部、符号「913」は壁部、符号「91h」は貫通孔をそれぞれ示している。
また、上述の実施形態では、延伸部80、延伸部280、および延伸部380は、正極側の第1絶縁部材91、第1絶縁部材291、または第1絶縁部材391に設けられていた。しかし、これに限定されない。延伸部80、延伸部280、および延伸部380は、負極側の第1絶縁部材92に設けられてもよい。
以上のとおり、ここで開示される技術の具体的な態様として、以下の各項に記載のものが挙げられる。
項1:
電極タブを有する電極体と、
底面と該底面に対向する開口とを有し、前記電極体を収容する外装体と、
前記開口を塞ぐ封口板と、
前記封口板に取り付けられ、前記電極タブを介して前記電極体と電気的に接続される集電体と、
前記封口板と前記集電体との間に配置された絶縁部材と、
を備える蓄電デバイスであって、
前記絶縁部材は、前記電極体に向かって延伸し、該電極体を前記底面に対して押さえつける延伸部を備えている、蓄電デバイス。
項2:
前記延伸部は、前記絶縁部材から前記電極体に向かって傾斜しており、
前記延伸部の先端は、前記電極体の上端面の長辺方向の中央線と、該上端面の短辺方向の中央線との交点を含む中央領域と接している、項1に記載の蓄電デバイス。
項3:
前記延伸部は、
略矩形板状であり、
先端に直線部分と、該直線部分の両端に2つの湾曲部分と、を備えている、項1または2に記載の蓄電デバイス。
項4:
前記延伸部の先端は、前記電極体との接触部位に、R形状を有している、項1~3のいずれか一つに記載の蓄電デバイス。
項5:
前記延伸部において、前記電極体との接触部位は、該接触部位を除いた他の部位よりも柔らかい樹脂材料で構成されている、項1~4のいずれか一つに記載の蓄電デバイス。
項6:
前記延伸部は、先端を除いた領域における前記電極体側の表面に、前記電極体に向かって突出するボスを有している、項1~5のいずれか一つに記載の蓄電デバイス。
項7:
電解液と、
前記封口板に設けられた、前記電解液を前記外装体内に注液する注液孔と、
を備えており、
前記延伸部は、前記注液孔と前記電極体との間に介在する、項1~6のいずれか一つに記載の蓄電デバイス。
100 蓄電デバイス
12 外装体
14 封口板
20 電極体
29 電極体ホルダ
30 正極端子
40 負極端子
50 正極集電体
60 負極集電体
70 セパレータ
80,280,380 延伸部
90 ガスケット
91,291,391 第1絶縁部材(正極側)
92 第1絶縁部材(負極側)
93 第2絶縁部材

Claims (7)

  1. 電極タブを有する電極体と、
    底面と該底面に対向する開口とを有し、前記電極体を収容する外装体と、
    前記開口を塞ぐ封口板と、
    前記封口板に取り付けられ、前記電極タブを介して前記電極体と電気的に接続される集電体と、
    前記封口板と前記集電体との間に配置された絶縁部材と、
    を備える蓄電デバイスであって、
    前記絶縁部材は、前記電極体に向かって延伸し、該電極体を前記底面に対して押さえつける延伸部を備えている、蓄電デバイス。
  2. 前記延伸部は、前記絶縁部材から前記電極体に向かって傾斜しており、
    前記延伸部の先端は、前記電極体の上端面の長辺方向の中央線と、該上端面の短辺方向の中央線との交点を含む中央領域と接している、請求項1に記載の蓄電デバイス。
  3. 前記延伸部は、
    略矩形板状であり、
    先端に直線部分と、該直線部分の両端に2つの湾曲部分と、を備えている、請求項2に記載の蓄電デバイス。
  4. 前記延伸部の先端は、前記電極体との接触部位に、R形状を有している、請求項3に記載の蓄電デバイス。
  5. 前記延伸部において、前記電極体との接触部位は、該接触部位を除いた他の部位よりも柔らかい樹脂材料で構成されている、請求項1に記載の蓄電デバイス。
  6. 前記延伸部は、先端を除いた領域における前記電極体側の表面に、前記電極体に向かって突出するボスを有している、請求項3に記載の蓄電デバイス。
  7. 電解液と、
    前記封口板に設けられた、前記電解液を前記外装体内に注液する注液孔と、
    を備えており、
    前記延伸部は、前記注液孔と前記電極体との間に介在する、請求項1~6のいずれか一項に記載の蓄電デバイス。
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