JP5017824B2 - 密閉型電池及び組電池 - Google Patents
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Description
特許文献1の電池では、負極及び正極にそれぞれ集電板が接続されている。この集電板には接続突起が設けられ、電槽の側面に貫通形成した接続穴に嵌入されている。そして、隣り合う単電池の接続突起の先端同士を溶接して、単電池同士を直列接続している(特許文献1の図2,図7及びその説明箇所等参照)。
また、特許文献2の電池では、負極及び正極にそれぞれ集電板が接続されている。また、電槽の側面に接続穴が貫通形成されている。そして、接続穴に接続金具を挿通させ、この接続金具を介して、隣り合う単電池の集電板を溶接して、単電池同士を直列接続している(特許文献1の図2,図8及びその説明箇所等参照)。
また、特許文献2の電池では、電槽の接続穴に挿入した接続金具に集電板を溶接するため、この場合も、その溶接を行うための溶接治具のスペースを確保するために、接続穴を電槽内に収容された発電要素を避けた電槽上部に配置せざるを得ない。従って、特許文献2の電池においても、正極及び負極から溶接部位までの電気導通路の距離がどうしても長くなり、電気抵抗が大きくなる。また、この場合も、電槽内側から溶接を行わざるを得ないため、溶接自体も容易でない。
このように、従来の密閉型電池では、電池同士を溶接するために電池内部にスペースを確保する必要があり、発電要素から電池の外部端子までの電気導通路が長く、電気抵抗が大きい傾向にあった。また、電池容器の内側から溶接を行うため、容易に溶接ができなかった。
このため、密閉型電池同士を当接させたときに、容器側面の外側から、延出接合部と外部負極部とを容易に接合できる。また、このように接合した密閉型電池は、電池に振動や衝撃が掛かったり、電池に充放電に伴う膨張力が生じても、接合部分が破断しにくく、接続信頼性を向上させることができる。
また、本発明によれば、電池容器は、直方体形状をなして、4つの前記容器側面を有する。また、外部正極端子は、複数の延出接合部を有し、4つの容器側面のうち、対向する2つの容器側面に対して、それらの外部負極部に延出接合部がそれぞれ外側から重なる形態とされている。このような形態とすることで、密閉型電池同士を接続する際に、延出接合部が対向する2つの容器側面を両側から挟んだ状態で接合できるので、密閉型電池同士をより確実に固定できる。
電池容器に金属に利用する場合、電解液に対する耐性(耐アルカリ性)や強度、電気的安定性等を考慮して適宜選択すればよく、利用可能な金属としては、例えば、アルミニウムやアルミニウム合金、ニッケルメッキを施した炭素鋼、ニッケルを多く含むオーステナイト系ステンレスなどが挙げられる。また、電池容器に樹脂を利用する場合も、電解液に対する耐性(耐アルカリ性)や強度などを考慮して適宜選択すればよく、例えば、利用可能な樹脂としては、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、変性ポリフェニレンエーテルとポリスチレンの共重合体、ABS樹脂、アクリロニトリルスチレン樹脂、ポリアミド、塩化ビニル樹脂、塩化ビニリデン樹脂、メタクリル樹脂、及び、これらの混合物等が挙げられる。
なお、延出接合部と外部負極部との接合手段は、特に限定されない。接合手段としては、例えば溶接やロウ付け等が挙げられるが、特に溶接が好ましい。
(実施形態1)
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。図1に本実施形態1に係る密閉型電池100の斜視図を示す。また、図2に本実施形態1に係る組電池500を構成する電池モジュール510の一部を示す。また、図3に密閉型電池100の断面図を示す。また、図4に密閉型電池100を第1容器面110a側から見た図を示す。また、図5に密閉型電池100を第2容器面110b側から見た図を示す。更に、図6に密閉型電池100を第3容器側面110e側から見た図を示す。
第1容器面110aには、長手方向に所定の間隔をあけて2つの貫通穴が形成され、後述するように外部正極端子150が、それぞれ第1容器面110aとは電気的に絶縁された状態で固設されている。また、第3容器側面110e(図1中、上方)には、その略中央に貫通穴が形成され、安全弁113が固設されている。
正極リード部121rは、いずれも後述する正極集電板130に溶接により接合されている。一方、負極リード部123rは、いずれも電池容器110の第2容器面110bに溶接により直接接合されている。電池容器110は全体が導電材から形成されているため、第1〜第4容器側面110c,110d,110e,110fは、全体が負極に電池的に接続する外部負極部である。また、第1容器面110a及び第2容器面110bも負極部となる。
一方で、電池容器110を構成する別の容器部材に外部正極端子150を固定する。具体的には、この容器部材に形成された貫通穴にシール部材160を装着すると共に、外部正極端子150を容器外側から挿入し、極柱部151の筒内に流体圧を作用させた状態で、容器内側から軸方向に押圧することで、極柱部151の一端側を径方向外側に膨出させながら軸方向に圧縮変形させて圧縮変形部151hを形成する。これにより、端子鍔部153と圧縮変形部151hの間に、容器部材を介してシール部材160が圧縮されて気密性が確保されると共に、外部正極端子150が容器部材に固定される。
次に、外部正極端子150の外側から極柱部151の凹部に向けてレーザ照射し、極柱部151の圧縮変形部151hと正極集電板130とを接合する。
その後、電池容器110の第3容器側面110eに形成された貫通穴(注入口)から電解液を注入した後、その注入口を閉鎖するように安全弁113を取り付ければ、上記密閉型電池100が完成する。
次いで、第2の実施形態について説明する。なお、上記実施形態1と同様な部分の説明は、省略または簡略化する。
図10に本実施形態2に係る密閉型電池200の斜視図を示す。この密閉型電池200は、外部正極端子250の形態が上記実施形態1の外部正極端子150と異なる。具体的には、端子鍔部253の形状が上記実施形態1の端子鍔部153と異なる。それ以外の部分は上記実施形態1と同様である。このような形態としても、上記実施形態1と同様な作用効果を得ることができる。
次いで、第3の実施形態について説明する。なお、上記実施形態1または2と同様な部分の説明は、省略または簡略化する。
図11に本実施形態3に係る密閉型電池300の斜視図を示す。この密閉型電池300は、外部正極端子350の形態が上記実施形態1または2の外部正極端子150,250と異なる。具体的には、端子鍔部353の形状が上記実施形態1または2の端子鍔部153,253と異なる。それ以外の部分は上記実施形態1等と同様である。このような形態としても、上記実施形態1等と同様な作用効果を得ることができる。
110 電池容器
110a 第1容器面
110b 第2容器面
110c 第1容器側面
110d 第2容器側面
110e 第3容器側面
110f 第4容器側面
120 発電要素
130 正極集電板
150,250,350 外部正極端子
151,251,351 (外部正極端子の)極柱部
153,253,353 (外部正極端子の)端子鍔部
155,255,355 (外部正極端子の)延出接合部
160 シール部材
161 (シール部材の)円筒部
163 (シール部材の)シール鍔部
500 組電池
510 電池モジュール
Claims (3)
- 正極及び負極を含む発電要素と、
前記発電要素を収容する直方体形状で導電材からなる電池容器であって、第1容器面、これに平行な第2容器面、及び、これら第1容器面と第2容器面とを結ぶ4つの容器側面、を有する電池容器と、
前記正極に電気的に接続すると共に、前記第1容器面に電気的に絶縁された状態で固定されて自身の一部が容器外部に露出する複数の外部正極端子と、を備え、
4つの前記容器側面のうち対向する2つの容器側面における、前記第2容器面との境界近傍部位が、前記負極に電気的に接続する外部負極部である
密閉型電池であって、
複数の前記外部正極端子は、
一端側が前記電池容器を貫通して前記正極に電気的に接続される極柱部、
前記極柱部の基端から径方向外側に延出する端子鍔部、及び、
前記端子鍔部から前記第1容器面に対し垂直に延出する複数の延出接合部であって、この密閉型電池の前記第1容器面を他の密閉型電池の前記第2容器面に対向させ、この密閉型電池の前記外部正極端子を前記他の密閉型電池の前記第2容器面に当接させたときに、前記他の密閉型電池の前記外部負極部に接合可能に外側から重なる延出接合部を有し、
複数の前記外部正極端子は、
前記他の密閉型電池の4つの前記容器側面のうち、前記対向する2つの容器側面を両側から挟んだ状態で、それらの前記外部負極部に前記延出接合部がそれぞれ接合可能に外側から重なる形態とされてなる
密閉型電池。 - 請求項1に記載の密閉型電池であって、
前記外部正極端子の前記延出接合部は、前記他の密閉型電池の前記外部負極部のうち、前記負極との間の電気導通路の距離が最小である導通距離最小部位に、外側から重なる形態とされてなる
密閉型電池。 - 複数個の請求項1または請求項2に記載の密閉型電池を、
一の密閉型電池の前記第1容器面と他の密閉型電池の前記第2容器面とを対向させ、
一の密閉型電池の前記延出接合部を他の密閉型電池の前記外部負極部に接合して、互いに直列接続してなる電池モジュール
を備える組電池。
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