JP5418261B2 - Battery and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、電池及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a battery and a manufacturing method thereof.
近年、エネルギー密度の高い電池として、捲回電極体を有する電池が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 In recent years, a battery having a wound electrode body has been proposed as a battery having a high energy density (see, for example, Patent Document 1).
特許文献1の電池は、軸芯(内管)と、正極板、負極板、及びセパレータを軸芯の外周に捲回してなる捲回電極体(渦巻き状電極積層体)とを有する。捲回電極体の正極板は、軸芯と電気的に接続している。さらに、特許文献1の電池は、捲回電極体を収容する筒状のケース本体(外管)と、ケース本体の開口を塞ぐ蓋部材(リング状封口板)とを有する。蓋部材は、捲回電極体が捲回されてなる軸芯のうち捲回電極体から突出する突出部(端部)が挿入された挿入孔を有する。特許文献1の電池は、次のようにして製造する。
The battery of
まず、軸芯の外周に捲回してなる捲回電極体を、軸芯と共にケース本体の内部に収容する。次いで、軸芯の突出部(端部)を蓋部材の挿入孔に挿入して、蓋部材をケース本体の開口の内側に配置する。その後、軸芯(円筒形状の内管)の突出部を、パイプ拡張手段を用いて、その内側から拡径させるように変形させて、軸芯の突出部と蓋部材とを圧着する。これにより、軸芯と蓋部材とが電気的に接続する。 First, the wound electrode body wound around the outer periphery of the shaft core is housed inside the case body together with the shaft core. Next, the protruding portion (end portion) of the shaft core is inserted into the insertion hole of the lid member, and the lid member is disposed inside the opening of the case body. Thereafter, the projecting portion of the shaft core (cylindrical inner tube) is deformed so as to be expanded from the inside by using a pipe expanding means, and the projecting portion of the shaft core and the lid member are pressure-bonded. Thereby, the shaft core and the lid member are electrically connected.
ところが、捲回電極体と共にケース本体の内部に収容された軸芯が、ケース本体の軸線に対し傾いたり(軸芯の軸線がケース本体の軸線に対し傾いた状態となる)、軸ズレ(両者の軸線の位置ズレ)することがある。このような場合には、軸芯の突出部を蓋部材の挿入孔に挿入して、蓋部材をケース本体の開口の内側に配置(挿入)しようとしても、適切に、蓋部材をケース本体の開口の内側に配置できないことがあった。 However, the shaft core housed inside the case body together with the wound electrode body is tilted with respect to the axis of the case body (the axis of the shaft core is tilted with respect to the axis of the case body). May be misaligned). In such a case, even if the protruding portion of the shaft core is inserted into the insertion hole of the lid member and the lid member is arranged (inserted) inside the opening of the case body, the lid member is appropriately attached to the case body. In some cases, it could not be placed inside the opening.
具体的には、軸芯の突出部を蓋部材の挿入孔に挿入するようにして、蓋部材をケース本体の開口の内側に配置しようとしても、軸芯がケース本体の軸線に対し傾いていたり軸ズレしているために、軸芯の突出部が蓋部材に衝突してしまい、軸芯の突出部を蓋部材の挿入孔に挿入できないことがあった。このため、蓋部材を、ケース本体の開口の内側の所定位置に配置できないことがあった。 Specifically, even if the projection of the shaft core is inserted into the insertion hole of the lid member and the lid member is arranged inside the opening of the case body, the shaft core is inclined with respect to the axis of the case body. Since the shaft is misaligned, the protruding portion of the shaft core collides with the lid member, and the protruding portion of the shaft core may not be inserted into the insertion hole of the lid member. For this reason, the lid member may not be disposed at a predetermined position inside the opening of the case body.
また、前述のように、特許文献1の電池では、軸芯の突出部と蓋部材とを圧着させて、両者を電気的に接続する。このような接続では、軸芯と蓋部材との間の電気抵抗(接触抵抗)が大きくなっていた。
Further, as described above, in the battery of
本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであって、捲回電極体と共にケース本体の内部に収容した軸芯が、ケース本体の軸線に対し傾いていたり軸ズレしている場合でも、軸芯の突出部を蓋部材の挿入孔に挿入して、適切に、蓋部材をケース本体の開口の内側に配置することができ、しかも、軸芯と蓋部材との間の電気抵抗を小さくすることができる電池の製造方法、及び、電池を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a situation, and the shaft core housed in the case body together with the wound electrode body is inclined or misaligned with respect to the axis of the case body. By inserting the protruding portion of the core into the insertion hole of the lid member, the lid member can be appropriately disposed inside the opening of the case body, and the electrical resistance between the shaft core and the lid member is reduced. An object of the present invention is to provide a battery manufacturing method and a battery.
本発明の一態様は、軸芯と、正極板、負極板、及びセパレータを上記軸芯の外周に捲回してなる捲回電極体であって、上記正極板または上記負極板が上記軸芯と電気的に接続してなる捲回電極体と、上記捲回電極体を収容する有底筒状のケース本体と、上記ケース本体の開口を塞ぐ蓋部材であって、上記捲回電極体が捲回されてなる上記軸芯のうち上記捲回電極体から軸線方向先端側に突出する突出部が挿入される挿入孔を有する蓋部材と、を備える電池の製造方法であって、上記蓋部材の上記挿入孔は、平面視細長形状をなし、当該挿入孔に上記軸芯の上記突出部を挿入したときに、上記挿入孔内において、上記突出部と上記蓋部材とが、上記挿入孔の短手方向について近接または接触する寸法を有し、上記軸芯の外周に捲回してなる上記捲回電極体を、上記軸芯と共に上記ケース本体の内部に収容する収容工程と、上記軸芯の上記突出部を上記蓋部材の上記挿入孔に挿入して、上記蓋部材を上記ケース本体の上記開口の内側に配置する配置工程と、上記挿入孔に挿入された上記軸芯の上記突出部のうち、上記挿入孔の短手方向について上記蓋部材と近接または接触する部位を、上記蓋部材と溶接する溶接工程と、を備える電池の製造方法である。 One aspect of the present invention is a wound electrode body in which a shaft core, a positive electrode plate, a negative electrode plate, and a separator are wound around the outer periphery of the shaft core, and the positive electrode plate or the negative electrode plate is connected to the shaft core. A wound electrode body that is electrically connected; a bottomed cylindrical case body that accommodates the wound electrode body; and a lid member that closes an opening of the case body, wherein the wound electrode body is wound A lid member having an insertion hole into which a projecting portion that projects from the wound electrode body to the distal end side in the axial direction is inserted among the shaft core that is rotated, the battery manufacturing method comprising: The insertion hole has an elongated shape in plan view, and when the protruding portion of the shaft core is inserted into the insertion hole, the protruding portion and the lid member are short in the insertion hole. It has a size that is close to or in contact with the hand direction, and is wound around the outer periphery of the shaft core. A housing step of housing the rotating electrode body together with the shaft core inside the case main body, and inserting the protruding portion of the shaft core into the insertion hole of the lid member so that the lid member is mounted on the case body. Of the projecting portion of the shaft core inserted into the insertion hole and the arrangement step of placing the inner side of the opening, a portion that is close to or in contact with the lid member in the short direction of the insertion hole is defined as the lid member. And a welding process for welding.
上述の電池の製造方法では、蓋部材として、平面視細長形状をなす挿入孔を有する蓋部材を用いる。この蓋部材の挿入孔は、自身に軸芯の突出部(捲回電極体が捲回されてなる軸芯のうち捲回電極体から軸線方向先端側に突出する部位)を軸線方向に挿入したときに、挿入孔内において、突出部と蓋部材とが、挿入孔の短手方向について近接または接触し、挿入孔の長手方向については短手方向に比べて大きく離間する寸法を有する。例えば、円筒形状の突出部に対し、蓋部材の挿入孔を長孔とし、この長孔の短手方向の寸法を突出部の外径より僅かに大きな寸法とした場合(長手方向の寸法は、短手方向の寸法よりも大きく、例えば突出部の外径の2倍以上)が挙げられる。 In the battery manufacturing method described above, a lid member having an insertion hole having an elongated shape in plan view is used as the lid member. The insertion hole of the lid member has an axial core protruding portion (a portion of the axial core formed by winding the wound electrode body that protrudes from the wound electrode body toward the distal end in the axial direction) inserted in the axial direction. Sometimes, in the insertion hole, the projecting portion and the lid member are close to or in contact with each other in the short direction of the insertion hole, and have a size that is far apart in the longitudinal direction of the insertion hole compared to the short direction. For example, when the insertion hole of the lid member is a long hole with respect to the cylindrical protrusion, and the dimension in the short direction of the long hole is slightly larger than the outer diameter of the protrusion (the dimension in the longitudinal direction is The dimension is larger than the dimension in the short direction, for example, twice or more the outer diameter of the protrusion.
このため、収容工程において捲回電極体と共にケース本体の内部に収容した軸芯が、ケース本体の軸線に対し傾いていたり軸ズレしている場合でも、配置工程において、軸芯の傾き方向や軸ズレ方向に挿入孔の長手方向を合わせて、軸芯の突出部を蓋部材の挿入孔に挿入することで、適切に、蓋部材をケース本体の開口の内側に配置することができる。詳細には、ケース本体の軸線に対し傾いていたり軸ズレしている軸芯が蓋部材に当たって挿入孔内への挿入が妨げられないように、上記軸芯を挿入孔の長手方向に逃がすように挿入孔に挿入することで、適切に、蓋部材をケース本体の開口の内側に配置することができる。 For this reason, even if the shaft core housed in the case body together with the wound electrode body in the housing process is inclined or misaligned with respect to the axis of the case body, the tilting direction and the axis of the shaft core are arranged in the placement process. By aligning the longitudinal direction of the insertion hole with the displacement direction and inserting the protruding portion of the shaft core into the insertion hole of the lid member, the lid member can be appropriately disposed inside the opening of the case body. Specifically, the shaft core is allowed to escape in the longitudinal direction of the insertion hole so that the shaft core that is inclined with respect to the axis line of the case body does not interfere with the insertion into the insertion hole by hitting the lid member. By inserting it into the insertion hole, the lid member can be appropriately arranged inside the opening of the case body.
さらに、上述の電池の製造方法では、溶接工程において、挿入孔に挿入された軸芯の突出部のうち、挿入孔の短手方向について蓋部材と近接または接触する部位を、蓋部材と溶接する。このように、軸芯の突出部と蓋部材とを溶接して、両者を電気的に接続することで、両者の間の電気抵抗を小さくすることができる。 Further, in the battery manufacturing method described above, in the welding step, a portion of the protruding portion of the shaft core inserted into the insertion hole that is close to or in contact with the lid member in the short direction of the insertion hole is welded to the lid member. . Thus, the electrical resistance between both can be made small by welding the protrusion part of a shaft core, and a cover member, and connecting both electrically.
さらに、上記の電池の製造方法であって、前記配置工程に先立って、電気絶縁性を有する被覆部材により、前記捲回電極体のうち前記軸線方向先端側の端部を覆う被覆工程を備える電池の製造方法とすると良い。 Furthermore, the battery manufacturing method described above, wherein the battery includes a covering step of covering an end of the wound electrode body on the front end side in the axial direction with a covering member having electrical insulation prior to the arranging step. It is good to use this manufacturing method.
上述の電池の製造方法では、配置工程より前の被覆工程において、電気絶縁性を有する被覆部材により、捲回電極体の軸線方向先端側の端部を覆う。これにより、その後の溶接工程において、軸芯の突出部と蓋部材とを溶接したときにスパッタが発生(飛散)した場合には、被覆部材により、発生したスパッタが捲回電極体の内部に進入するのを防止することができる。従って、スパッタによる捲回電極体の内部短絡を抑制することができる。 In the battery manufacturing method described above, in the covering step prior to the arranging step, the end of the wound electrode body on the tip side in the axial direction is covered with a covering member having electrical insulation. Thus, in the subsequent welding process, when spatter is generated (scattered) when the protruding portion of the shaft core and the lid member are welded, the generated spatter enters the inside of the wound electrode body by the covering member. Can be prevented. Therefore, an internal short circuit of the wound electrode body due to sputtering can be suppressed.
なお、捲回電極体のうち軸線方向先端側の端部は、捲回電極体のうち、後の配置工程において蓋部材が配置される側(ケース本体の開口側)の端部に相当する。従って、軸芯の突出部と蓋部材とを溶接するとき、被覆部材は、蓋部材と捲回電極体との間に位置し、捲回電極体の軸線方向先端側の端部を覆った状態になっている。 The end of the wound electrode body on the tip side in the axial direction corresponds to the end of the wound electrode body on the side (opening side of the case main body) on which the lid member is disposed in the subsequent placement step. Therefore, when welding the protruding portion of the shaft core and the lid member, the covering member is located between the lid member and the wound electrode body and covers the end of the wound electrode body on the front end side in the axial direction. It has become.
さらに、上記の電池の製造方法であって、前記被覆部材は、前記軸芯の前記突出部を挿通させる挿通孔を有し、前記被覆工程は、前記捲回電極体が捲回されてなる上記軸芯の上記突出部を上記挿通孔に挿通させつつ、上記捲回電極体の前記軸線方向先端側に上記被覆部材を配置して、上記被覆部材により、上記捲回電極体のうち上記軸線方向先端側の端部を覆う電池の製造方法とするのが好ましい。 Furthermore, in the battery manufacturing method described above, the covering member has an insertion hole through which the protruding portion of the shaft core is inserted, and the covering step includes winding the wound electrode body. The covering member is arranged on the distal end side in the axial direction of the wound electrode body while the protruding portion of the shaft core is inserted into the insertion hole, and the axial direction of the wound electrode body is arranged by the covering member. It is preferable to use a battery manufacturing method that covers the end portion on the front end side.
捲回電極体が捲回されてなる軸芯の突出部を被覆部材の挿通孔に挿通させつつ、捲回電極体の軸線方向先端側に被覆部材を配置することで、容易且つ適切に、被覆部材によって捲回電極体の軸線方向先端側の端部を覆うことができる。これにより、その後の溶接工程において、軸芯の突出部と蓋部材とを溶接したときにスパッタが発生(飛散)した場合には、被覆部材により、発生したスパッタが捲回電極体の内部に進入するのを防止することができる。従って、スパッタによる捲回電極体の内部短絡を抑制することができる。 By covering the protruding portion of the axial core formed by winding the wound electrode body through the insertion hole of the covering member and arranging the covering member on the distal end side in the axial direction of the wound electrode body, it is possible to easily and appropriately cover the winding electrode body. The end of the wound electrode body on the tip side in the axial direction can be covered with the member. Thus, in the subsequent welding process, when spatter is generated (scattered) when the protruding portion of the shaft core and the lid member are welded, the generated spatter enters the inside of the wound electrode body by the covering member. Can be prevented. Therefore, an internal short circuit of the wound electrode body due to sputtering can be suppressed.
さらに、上記いずれかの電池の製造方法であって、前記軸芯の前記突出部は、自身の径方向外側に突出した環状の鍔部を有し、前記配置工程は、上記軸芯の上記突出部のうち上記鍔部よりも軸線方向先端側の部位を前記蓋部材の前記挿入孔に挿入して、上記蓋部材を、上記鍔部に対し上記軸線方向先端側に配置し、前記溶接工程は、上記蓋部材について上記鍔部が位置する側とは反対側で、上記蓋部材と上記軸芯とを溶接する電池の製造方法とすると良い。 Furthermore, in any one of the battery manufacturing methods described above, the projecting portion of the shaft core has an annular flange projecting outward in the radial direction of the battery, and the arranging step includes the projecting of the shaft core. A portion of the portion closer to the distal end side in the axial direction than the flange portion is inserted into the insertion hole of the lid member, the lid member is disposed on the distal end side in the axial direction with respect to the flange portion, and the welding step A method of manufacturing a battery in which the lid member and the shaft core are welded on the side of the lid member opposite to the side on which the flange portion is located is preferable.
上述の電池の製造方法では、軸芯として、突出部の径方向外側に突出した環状の鍔部を有する軸芯を用いる。そして、配置工程では、軸芯の突出部のうち鍔部よりも軸線方向先端側の部位を蓋部材の挿入孔に挿入して、蓋部材を、鍔部に対し軸線方向先端側(捲回電極体が位置する側とは反対側)に配置する(鍔部よりも軸線方向先端側に蓋部材を配置する)。これにより、蓋部材に対し捲回電極体側(軸線方向後端側)の位置で、蓋部材の挿入孔の一部または全部を、軸芯の鍔部によって塞ぐことができる。 In the battery manufacturing method described above, an axial core having an annular flange protruding outward in the radial direction of the protruding portion is used as the axial core. Then, in the arranging step, a portion of the protruding portion of the axial core that is closer to the distal end side in the axial direction than the flange portion is inserted into the insertion hole of the lid member, and the lid member is moved to the distal end side in the axial direction relative to the flange portion (the wound electrode). It arrange | positions on the opposite side to the side where a body is located (a cover member is arrange | positioned in the axial direction front end side rather than a collar part). Thereby, a part or all of the insertion hole of a cover member can be block | closed with the collar part of an axial core in the position of the winding electrode body side (axial direction rear end side) with respect to a cover member.
さらに、溶接工程では、蓋部材について鍔部が位置する側とは反対側(軸線方向先端側)で、蓋部材と軸芯とを溶接する。例えば、蓋部材について鍔部が位置する側とは反対側から、軸芯(突出部)と蓋部材とが蓋部材の挿入孔の短手方向について互いに近接または接触する位置にレーザービームを照射して、蓋部材と軸芯(突出部)とを溶接する。このとき、前述のように、蓋部材に対し捲回電極体側(軸線方向後端側)の位置で、蓋部材の挿入孔の一部または全部を軸芯の鍔部によって塞いでいるので、溶接時に発生したスパッタが、挿入孔を通過して、捲回電極体の内部に進入するのを抑制することができる。これにより、スパッタによる捲回電極体の内部短絡を抑制することができる。 Furthermore, in the welding process, the lid member and the shaft core are welded on the side opposite to the side where the collar portion is located (the tip end side in the axial direction). For example, the laser beam is irradiated from the opposite side of the lid member to the side where the collar portion is located at a position where the shaft core (projecting portion) and the lid member are close to or in contact with each other in the short direction of the insertion hole of the lid member. Then, the lid member and the shaft core (protrusion) are welded. At this time, as described above, a part or all of the insertion hole of the lid member is closed by the flange portion of the shaft core at the position on the wound electrode body side (the rear end side in the axial direction) with respect to the lid member. It is possible to suppress spatter generated at times from entering the inside of the wound electrode body through the insertion hole. Thereby, the internal short circuit of the wound electrode body by sputtering can be suppressed.
なお、軸芯の突出部と蓋部材とを溶接するとき、軸芯の鍔部は、蓋部材と捲回電極体との間に位置し、蓋部材の挿入孔の一部または全部を塞いだ状態になっている。 When welding the protruding portion of the shaft core and the lid member, the flange portion of the shaft core is located between the lid member and the wound electrode body and blocks part or all of the insertion hole of the lid member. It is in a state.
本発明の他の態様は、軸芯と、正極板、負極板、及びセパレータを上記軸芯の外周に捲回してなる捲回電極体であって、上記正極板または上記負極板が上記軸芯と電気的に接続してなる捲回電極体と、上記捲回電極体を収容する有底筒状のケース本体と、上記ケース本体の開口を塞ぐ蓋部材であって、上記捲回電極体が捲回されてなる上記軸芯のうち上記捲回電極体から軸線方向先端側に突出する突出部が挿入された挿入孔を有する蓋部材と、を備える電池であって、上記蓋部材の上記挿入孔は、平面視細長形状をなし、上記挿入孔に挿入された上記軸芯の上記突出部と上記蓋部材とは、上記挿入孔内において、上記挿入孔の短手方向について近接または接触し、上記挿入孔に挿入された上記軸芯の上記突出部のうち、上記挿入孔の短手方向について上記蓋部材と近接または接触する部位が、上記蓋部材と溶接されてなる電池である。 Another aspect of the present invention is a wound electrode body in which a shaft core, a positive electrode plate, a negative electrode plate, and a separator are wound around the outer periphery of the shaft core, wherein the positive electrode plate or the negative electrode plate is the shaft core. A wound electrode body that is electrically connected to the casing, a bottomed cylindrical case body that accommodates the wound electrode body, and a lid member that closes an opening of the case body, wherein the wound electrode body is A lid member having an insertion hole into which a projecting portion that projects from the wound electrode body toward the axial front end side of the wound electrode body is inserted, and the insertion of the lid member The hole has an elongated shape in plan view, and the protruding portion of the shaft core inserted into the insertion hole and the lid member are close to or in contact with each other in the short direction of the insertion hole in the insertion hole, Of the protrusions of the shaft core inserted into the insertion hole, the short direction of the insertion hole Site close to or in contact with the lid member with a, a battery formed by welding with the lid member.
上述の電池では、蓋部材として、平面視細長形状をなす挿入孔を有する蓋部材を用いている。そして、挿入孔に挿入された軸芯の突出部と蓋部材とは、挿入孔内において、挿入孔の短手方向について近接または接触する(挿入孔の長手方向については、突出部と蓋部材とが短手方向に比べて大きく離間する)。すなわち、蓋部材の挿入孔が、自身に軸芯の突出部を軸線方向に挿入したときに、挿入孔内において、突出部と蓋部材とが、挿入孔の短手方向について近接または接触し、挿入孔の長手方向については短手方向に比べて大きく離間する寸法を有する。例えば、円筒形状の突出部に対し、蓋部材の挿入孔を長孔とし、この長孔の短手方向の寸法を突出部の外径より僅かに大きな寸法とした場合(長手方向の寸法は、短手方向の寸法よりも大きく、例えば突出部の外径の2倍以上)が挙げられる。 In the above-described battery, a lid member having an insertion hole having an elongated shape in plan view is used as the lid member. Then, the protruding portion of the shaft core inserted into the insertion hole and the lid member are close to or in contact with each other in the short direction of the insertion hole within the insertion hole (the protruding portion and the lid member are in the longitudinal direction of the insertion hole). Is far apart compared to the short direction). That is, when the insertion hole of the lid member inserts the protruding portion of the axial core in the axial direction, the protruding portion and the lid member are close to or in contact with each other in the short direction of the insertion hole in the insertion hole, The longitudinal direction of the insertion hole has a size that is far away from that of the short side. For example, when the insertion hole of the lid member is a long hole with respect to the cylindrical protrusion, and the dimension in the short direction of the long hole is slightly larger than the outer diameter of the protrusion (the dimension in the longitudinal direction is The dimension is larger than the dimension in the short direction, for example, twice or more the outer diameter of the protrusion.
蓋部材の挿入孔をこのような形状(寸法)とすることで、電池を製造するとき(前述の配置工程において)、捲回電極体と共にケース本体の内部に収容した軸芯が、ケース本体の軸線に対し傾いていたり軸ズレしている場合でも、前述のように、軸芯の突出部を蓋部材の挿入孔に挿入して、適切に、蓋部材をケース本体の開口の内側に配置することができる。従って、上述の電池は、軸芯がケース本体の軸線に対し傾いていたり軸ズレしていても、蓋部材がケース本体の開口の内側に配置された電池となる。 By making the insertion hole of the lid member into such a shape (dimension), when manufacturing a battery (in the above-described arrangement step), the shaft core housed inside the case body together with the wound electrode body is Even when it is inclined or misaligned with respect to the axis, as described above, the protruding portion of the shaft core is inserted into the insertion hole of the lid member, and the lid member is appropriately disposed inside the opening of the case body. be able to. Therefore, the above-described battery is a battery in which the lid member is disposed inside the opening of the case body even when the axis is inclined or misaligned with respect to the axis of the case body.
さらに、上述の電池では、挿入孔に挿入された軸芯の突出部のうち、挿入孔の短手方向について蓋部材と近接または接触する部位が、蓋部材と溶接されている。このように、軸芯の突出部と蓋部材とを溶接して、両者を電気的に接続しているので、両者の間の電気抵抗を小さくすることができる。 Furthermore, in the battery described above, a portion of the protruding portion of the shaft core that is inserted into the insertion hole is in contact with or in contact with the lid member in the short direction of the insertion hole. As described above, since the protruding portion of the shaft core and the lid member are welded and both are electrically connected, the electrical resistance between the two can be reduced.
さらに、上記の電池であって、電気絶縁性を有する被覆部材であって、前記蓋部材と前記捲回電極体との間に位置し、上記捲回電極体のうち上記蓋部材側の端部を覆う被覆部材を備える電池とすると良い。 Further, the battery is an electrically insulating covering member, which is located between the lid member and the wound electrode body, and is an end of the wound electrode body on the lid member side. A battery provided with a covering member covering the battery is preferable.
上述の電池は、蓋部材と捲回電極体との間に位置し、捲回電極体のうち蓋部材側の端部を覆う被覆部材を備えている。このように、被覆部材によって捲回電極体の蓋部材側(軸線方向先端側)の端部を覆うことで、電池の製造時に(前述の溶接工程において)、軸芯の突出部と蓋部材とを溶接したときに発生したスパッタが、捲回電極体の内部に進入するのを防止することができる。従って、上述の電池は、スパッタによる捲回電極体の内部短絡等が防止された電池となる。 The battery described above includes a covering member that is positioned between the lid member and the wound electrode body and covers an end portion of the wound electrode body on the lid member side. In this way, by covering the end of the wound electrode body on the cover member side (front end side in the axial direction) with the covering member, at the time of manufacturing the battery (in the above-described welding process), the protruding portion of the shaft core, the cover member, It is possible to prevent spatter generated when welding is made from entering the inside of the wound electrode body. Therefore, the above-described battery is a battery in which an internal short circuit of the wound electrode body due to sputtering is prevented.
さらに、上記の電池であって、前記被覆部材は、前記軸芯の前記突出部を挿通させる挿通孔を有し、上記挿通孔に上記突出部を挿通させて、前記捲回電極体のうち前記蓋部材側の端部を覆ってなる電池とするのが好ましい。 Furthermore, in the above battery, the covering member has an insertion hole through which the protruding portion of the shaft core is inserted, and the protruding portion is inserted through the insertion hole, and the covering electrode body includes the insertion hole. It is preferable to use a battery that covers the end on the lid member side.
上述の電池では、被覆部材として、軸芯の突出部を挿通させる挿通孔を有する被覆部材を用いている。このため、被覆部材の挿通孔に突出部を挿通させることで、適切に、被覆部材によって捲回電極体の蓋部材側の端部を覆うことができる。 In the above-described battery, a covering member having an insertion hole for inserting the protruding portion of the shaft core is used as the covering member. For this reason, the edge part by the side of the lid | cover member of a winding electrode body can be appropriately covered with a coating | coated member by inserting a protrusion part in the penetration hole of a coating | coated member.
さらに、上記いずれかの電池であって、前記軸芯の前記突出部は、自身の径方向外側に突出した環状の鍔部を有し、前記蓋部材は、上記軸芯の上記突出部のうち上記鍔部よりも軸線方向先端側の部位を前記挿入孔に挿入させた状態で、上記鍔部に対し上記軸線方向先端側に配置され、上記鍔部が位置する側とは反対側で上記軸芯と溶接されてなる電池とすると良い。 Furthermore, in any one of the above batteries, the projecting portion of the shaft core has an annular flange projecting outward in the radial direction of the battery, and the lid member is included in the projecting portion of the shaft core. With the portion on the axially distal end side than the flange portion inserted into the insertion hole, the shaft is disposed on the axially distal end side with respect to the flange portion, and on the side opposite to the side where the flange portion is located, the shaft The battery is preferably welded to the core.
上述の電池は、軸芯として、突出部の径方向外側に突出した環状の鍔部を有する軸芯を用いる。
さらに、蓋部材は、軸芯の突出部のうち鍔部よりも軸線方向先端側の部位を挿入孔に挿入させた状態で、鍔部に対し軸線方向先端側に配置され、鍔部が位置する側とは反対側で軸芯と溶接されている。
The battery described above uses an axial core having an annular flange protruding outward in the radial direction of the protruding portion as the axial core.
Furthermore, the lid member is disposed on the distal end side in the axial direction with respect to the collar portion in a state where the portion on the axial direction distal end side of the projection portion of the shaft core is inserted into the insertion hole, and the collar portion is positioned. It is welded to the shaft core on the side opposite to the side.
軸芯の突出部のうち鍔部よりも軸線方向先端側の部位を挿入孔に挿入して、蓋部材を、鍔部に対し軸線方向先端側(捲回電極体が位置する側とは反対側)に配置する(鍔部よりも軸線方向先端側に蓋部材を配置する)ことで、蓋部材に対し捲回電極体側(軸線方向後端側)の位置で、蓋部材の挿入孔の一部または全部を、軸芯の鍔部によって塞ぐことができる。
さらに、この状態で、蓋部材について鍔部が位置する側とは反対側(軸線方向先端側)で、蓋部材と軸芯とを溶接することで、溶接時に発生したスパッタが、挿入孔を通過して、捲回電極体の内部に進入するのを、鍔部によって抑制することができる。従って、上述の電池は、スパッタによる捲回電極体の内部短絡等が防止された電池となる。
Insert a portion of the axial core projecting portion on the tip side in the axial direction with respect to the collar portion into the insertion hole, and place the lid member on the tip side in the axial direction with respect to the collar portion (the side opposite to the side where the wound electrode body is located). ) (The lid member is arranged on the front end side in the axial direction from the collar portion), so that a part of the insertion hole of the lid member is located at the position of the wound electrode body side (the rear end side in the axial direction) with respect to the lid member. Alternatively, the whole can be closed by the flange of the shaft core.
Furthermore, in this state, the spatter generated during welding passes through the insertion hole by welding the lid member and the shaft core on the side of the lid member opposite to the side where the collar portion is located (the tip end side in the axial direction). And it can suppress by a collar part entering the inside of a winding electrode body. Therefore, the above-described battery is a battery in which an internal short circuit of the wound electrode body due to sputtering is prevented.
(実施例1)
図1は、実施例1にかかる電池1の縦断面図(軸線AX1に沿って切断した断面図)である。本実施例1の電池1は、円筒形状の電池である(図1参照)。この電池1は、捲回電極体40と、この捲回電極体40を収容する電池ケース60とを有する。このうち、捲回電極体40は、正極板10と負極板20とセパレータ30とが、軸芯45の外周に捲回された円筒形状の捲回電極体である。なお、捲回電極体40は、捲回数50の捲回電極体(正極板10、負極板20、及びセパレータ30を積層した積層体を、軸芯45の周りに50回巻いた捲回電極体)であるが、図1等では、捲回電極体40の巻数を簡略化(5回巻に簡略化)している。また、後述するように、正極板10は軸芯45と電気的に接続されている。
Example 1
FIG. 1 is a vertical cross-sectional view (a cross-sectional view cut along the axis AX1) of the
軸芯45は、図2に示すように、軸孔45jを有する円筒形状をなし、金属(例えば、アルミニウム)からなる金属部45bと、樹脂(例えば、ポリプロピレン)からなる樹脂部45fとを有している。詳細には、金属部45bの軸線方向後端部45cを、樹脂部45fの軸線方向先端部45gの内側に圧入することで、金属部45bと樹脂部45fとを一体にして、軸芯45を構成している。なお、軸芯45のうち、捲回電極体40から軸線方向先端側(図1において上側)に突出する部位を突出部45tとする。本実施例1では、突出部45tは、金属部45bにより構成される(図1及び図2参照)。
As shown in FIG. 2, the
正極板10は、図7に示すように、正極集電箔11が延びる長手方向(図7において左右方向)の一方辺10bに沿って延び、正極集電箔11及び正極合材層12を有する正極活物質塗工部14と、この正極活物質塗工部14と隣り合って長手方向の一方辺10bに沿って延び、正極合材層12を有することなく、正極集電箔11のみからなる正極活物質未塗工部13とを有している。
As shown in FIG. 7, the
なお、正極集電箔11としては、例えば、アルミニウム箔を用いることができる。また、正極合材層12は、正極活物質やバインダなどにより構成されている。正極活物質としては、例えば、ニッケル酸リチウムを用いることができる。
For example, an aluminum foil can be used as the positive electrode
負極板20は、図8に示すように、負極集電箔21が延びる長手方向(図8において左右方向)の一方辺20bに沿って延び、負極集電箔21及び負極合材層22を有する負極活物質塗工部24と、この負極活物質塗工部24と隣り合って長手方向の一方辺20bに沿って延び、負極合材層22を有することなく、負極集電箔21のみからなる負極活物質未塗工部23とを有している。
As shown in FIG. 8, the
なお、負極集電箔21としては、例えば、銅箔を用いることができる。また、負極合材層22は、負極活物質やバインダなどにより構成されている。負極活物質としては、例えば、天然黒鉛を用いることができる。
As the negative electrode
また、捲回電極体40の軸線方向先端部(図1において上端部)をなし、正極板10の正極活物質未塗工部13が捲回電極体40の径方向(図1において左右方向)に間隙S1をあけて捲回されている部位を、正極捲回部44とする。また、捲回電極体40の軸線方向後端部(図1において下端部)をなし、負極板20の負極活物質未塗工部23が捲回電極体40の径方向(図1において左右方向)に間隙S2をあけて捲回されている部位を、負極捲回部46とする。また、正極捲回部44と負極捲回部46との間に位置し、正極板10(正極活物質塗工部14)と負極板20(負極活物質塗工部24)とセパレータ30とが捲回されてなる部位を、発電部42とする。
Moreover, the axial direction front-end | tip part (upper end part in FIG. 1) of the winding
なお、正極捲回部44を構成する正極活物質未塗工部13は、例えば、リード(金属製の接続部材、図示省略)により、軸芯45の突出部45t(金属部45b)に電気的に接続されている。
The positive electrode active material
電池ケース60は、円筒型の電池ケースであり、有底円筒状をなす金属製のケース本体61と、円板状をなす金属製の蓋部材62とを有する(図1参照)。蓋部材62は、ケース本体61の開口61jを塞ぐように配置され、開口61jを構成する開口部61hの加締めによって、ケース本体61に固定されている。なお、蓋部材62と開口部61hとの間には、電気絶縁性樹脂からなる円環状のガスケット69が配置されている。これにより、ケース本体61と蓋部材62との間を電気的に絶縁しつつ、捲回電極体40を収容したケース本体61と蓋部材62とが一体とされて、電池ケース60をなしている。
The
蓋部材62は、軸芯45の突出部45tが挿入される挿入孔62bを有する(図3及び図4参照)。挿入孔62bは、図3に示すように、平面視細長形状をなす長孔である。この挿入孔62bは、挿入孔62bに軸芯45の突出部45tを挿入したときに、挿入孔62b内において、突出部45tと蓋部材62とが、挿入孔62bの短手方向(図3において左右方向)について近接または接触し、挿入孔62bの長手方向(図3において上下方向)については短手方向に比べて大きく離間する寸法を有している。なお、図3には、挿入孔62b内に挿入した突出部45tを、二点差線で示している。
The
詳細には、挿入孔62bの短手方向の寸法L1(図3参照)を、円筒形状の突出部45tの外径D1(図2参照)よりも僅かに大きくしている。一方、挿入孔62bの長手方向(図3において上下方向)の寸法L2は、短手方向の寸法L1の2倍(従って、突出部45tの外径D1の2倍以上)の大きさとしている。
Specifically, the dimension L1 (see FIG. 3) in the short direction of the
蓋部材62の挿入孔62bを上述のような形状(寸法)とすることで、後述するように、本実施例1の電池1を製造するとき(詳細には、後述の配置工程において)、捲回電極体40と共にケース本体61の内部に収容した軸芯45が、ケース本体61の軸線AX2に対し傾いていたり軸ズレしている場合(図13及び図14参照)でも、軸芯45の突出部45tを蓋部材62の挿入孔62bに挿入して、適切に、蓋部材62をケース本体61の開口61jの内側に配置することができる。
By forming the
さらに、本実施例1の電池1では、蓋部材62の挿入孔62bに挿入された軸芯45の突出部45tのうち、挿入孔62bの短手方向(図1において左右方向)について蓋部材62と近接または接触する部位が、蓋部材62と溶接されている。このように、軸芯45の突出部45tと蓋部材62とを溶接して、両者を電気的に接続しているので、両者の間の電気抵抗を小さくすることができる。なお、図1では、蓋部材62と軸芯45の突出部45tとが溶接されている部位を、溶接部W(図1において黒く塗りつぶされている部位)としている。
Further, in the
また、蓋部材62の外面中央には、軸線方向後端側に窪んだ円形の凹部62cが形成されている(図3及び図4参照)。この凹部62cの表面には、略円板状の安全弁63が溶接されている(図1参照)。この安全弁63により、蓋部材62の挿入孔62b及び軸芯45の先端側開口45kが閉塞される。この安全弁63は、電池1の内圧(電池ケース60の内圧)が上昇して所定値に達した場合に、自身が壊裂するように形成されている。これにより、電池1内(電池ケース60内)のガスを、安全に外部に排出して、電池1の内圧(電池ケース60の内圧)の過昇圧を防止することができる。
なお、本実施例1の電池1では、蓋部材62(安全弁63を含む)が正極外部端子となる。
In addition, a
In the
さらに、本実施例1の電池1は、蓋部材62と捲回電極体40との間に位置し、捲回電極体40のうち蓋部材62側(図1において上側)の端部(正極捲回部44を含む軸線方向先端側端部40b)を覆う被覆部材68を備えている。被覆部材68は、電気絶縁性の樹脂からなり、図5及び図6に示すように、略円筒状をなし、軸芯45の突出部45tを挿通させる挿通孔68bを有している。この被覆部材68は、自身の挿通孔68bに軸芯45の突出部45tを挿通させた状態で、捲回電極体40の軸線方向先端側端部40b(蓋部材62側の端部)を覆っている。
Furthermore, the
このように、被覆部材68によって捲回電極体40の軸線方向先端側端部40b(蓋部材62側の端部)を覆うことで、後述するように、本実施例1の電池1の製造時に(後述の溶接工程において)、軸芯45の突出部45tと蓋部材62とを溶接したときに発生したスパッタが、捲回電極体40の内部に進入するのを防止することができる。従って、本実施例1の電池1は、スパッタによる捲回電極体40の内部短絡等が防止された電池となる。
Thus, by covering the axial direction front end
また、負極捲回部46(負極活物質未塗工部23)は、その端面46bにおいて、略円板状をなす金属製の負極集電部材72に溶接されている(図1参照)。さらに、負極集電部材72は、ケース本体61の底部61bに溶接されている。これにより、本実施例1の電池1では、ケース本体61の底部61bが負極外部端子となる。
Moreover, the negative electrode winding part 46 (negative electrode active material uncoated part 23) is welded to the metal negative electrode
次に、実施例1にかかる電池1の製造方法について、以下に説明する。
まず、図7に示すように、帯状の正極集電箔11の表面に正極合材層12を形成した正極板10を用意する。この正極板10は、正極集電箔11が延びる長手方向(図7において左右方向)の一方辺10bに沿って延び、正極集電箔11及び正極合材層12を有する正極活物質塗工部14と、この正極活物質塗工部14と隣り合って長手方向の一方辺10bに沿って延び、正極合材層12を有することなく、正極集電箔11のみからなる正極活物質未塗工部13とを有している。
Next, the manufacturing method of the
First, as shown in FIG. 7, a
さらに、図8に示すように、帯状の負極集電箔21の表面に負極合材層22を形成した負極板20を用意する。この負極板20は、負極集電箔21が延びる長手方向(図8において左右方向)の一方辺20bに沿って延び、負極集電箔21及び負極合材層22を有する負極活物質塗工部24と、この負極活物質塗工部24と隣り合って長手方向の一方辺20bに沿って延び、負極合材層22を有することなく、負極集電箔21のみからなる負極活物質未塗工部23とを有している。
Furthermore, as shown in FIG. 8, a
次に、積層工程において、負極板20、セパレータ30、正極板10、及びセパレータ30を、この順に積層する(図9参照)。具体的には、正極板10の正極活物質未塗工部13と負極板20の負極活物質未塗工部23が、幅方向(図9において上下方向)で互いに背向する向きで、正極活物質未塗工部13がセパレータ30及び負極板20と重なり合わないように、且つ、負極活物質未塗工部23がセパレータ30及び正極板10と重なり合わないように積層する。
Next, in the stacking step, the
次いで、捲回工程に進み、図9に示すように、負極板20、正極板10、及びセパレータ30を積層した積層体40Aを、円筒状の軸芯45の周りに捲回する。これにより、円筒形状の捲回電極体40を形成することができる。なお、本実施例1では、積層体40Aを、軸芯45の周りに50回捲回した。
その後、負極捲回部46に負極集電部材72を溶接した。具体的には、負極集電部材72に、負極捲回部46の端面46bを突き当てた状態で、負極集電部材72の表面にレーザービームを照射して、負極捲回部46と負極集電部材72とをレーザ溶接した。
Next, the process proceeds to a winding step, and as shown in FIG. 9, the
Thereafter, the negative electrode current collecting
次に、収容工程に進み、図10に示すように、軸芯45の外周に捲回してなる捲回電極体40を、軸芯45と共にケース本体61の内部に収容する。なお、このとき、負極捲回部46に溶接されている負極集電部材72は、ケース本体61の底部61bに接する。その後、負極集電部材72をケース本体61の底部61bに溶接する。具体的には、ケース本体61の底部61bの外表面にレーザービームを照射して、負極集電部材72とケース本体61の底部61bとをレーザ溶接した。これにより、ケース本体61の底部61bが負極外部端子となる。
Next, the process proceeds to the housing step, and the
次いで、被覆工程に進み、図11に示すように、被覆部材68により、捲回電極体40の軸線方向先端側端部40bを覆う。具体的には、捲回電極体40が捲回されてなる軸芯45の突出部45tを、被覆部材68の挿通孔68bに挿通させつつ、捲回電極体40の軸線方向先端側端部40bに被覆部材68を配置する。このようにして、被覆部材68によって捲回電極体40の軸線方向先端側端部40bを覆う(正極捲回部44の間隙S1を閉塞する)ことができる。これにより、後の溶接工程において、軸芯45の突出部45tと蓋部材62とを溶接したときにスパッタが発生(飛散)した場合には、被覆部材68により、発生したスパッタが(正極捲回部44の間隙S1を通過して)捲回電極体40の内部に進入するのを防止することができる。
Next, the process proceeds to a covering step, and as shown in FIG. 11, the axially distal end side end 40 b of the
次に、図12に示すように、ケース本体61の軸線方向先端側(図12において上側)の一部を、ケース本体61の全周にわたって径方向内側(軸線AX2側)に変形させて、環状段部61kを形成する。その後、開口部61hの内側に、円環状のガスケット69を配置する。なお、ガスケット69は、環状段部61k上に載置されることで、ケース本体61に対し位置決めされる。
Next, as shown in FIG. 12, a part of the
次いで、配置工程に進み、図12に示すように、蓋部材62の挿入孔62bに軸芯45の突出部45tを挿入させるようにして、蓋部材62をケース本体61の開口61jの内側(詳細には、ガスケット69の内側)に配置する。なお、蓋部材62は、ガスケット69の段差部69b上に載置されることで、ケース本体61に対し位置決めされる。
Next, the process proceeds to an arrangement step, and as shown in FIG. 12, the
ところで、捲回電極体40と共にケース本体61の内部に収容された軸芯45(その軸線AX3)が、ケース本体61の軸線AX2に対し傾いたり軸ズレした状態となることがある。すなわち、収容工程において、軸芯45(その軸線AX3)が、ケース本体61の軸線AX2に対し傾いたり軸ズレした状態で、ケース本体61内に収容されることがある。
このような場合、従来の電池(例えば、特許文献1のように蓋部の挿入孔が平面視円形状である電池)の製造方法では、軸芯の突出部を蓋部材の挿入孔に挿入して、蓋部材をケース本体の開口の内側に配置(挿入)しようとしても、適切に、蓋部材をケース本体の開口の内側に配置することができないことがあった。
By the way, the shaft core 45 (its axis AX3) housed in the
In such a case, in a conventional battery manufacturing method (for example, a battery in which the insertion hole of the lid is circular in plan view as in Patent Document 1), the protruding portion of the shaft core is inserted into the insertion hole of the lid member. Even if the lid member is arranged (inserted) inside the opening of the case body, the lid member may not be properly arranged inside the opening of the case body.
具体的には、図20に示すように、軸芯345(その軸線AX3)がケース本体361の軸線AX2に対し傾いている場合、軸芯345の突出部345tを蓋部材362の挿入孔362bに挿入するようにして、蓋部材362をケース本体361の開口361jの内側(詳細には、ガスケット369の内側)に配置しようとしても、軸芯345の突出部345tが蓋部材362に衝突してしまい、軸芯345の突出部345tを蓋部材362の挿入孔362bに挿入できなかった。このため、蓋部材362を、ケース本体361の開口361jの内側の所定位置(詳細には、ガスケット369の段差部369bに接触する位置)に配置することができなかった。また、図21に示すように、軸芯345(その軸線AX3)がケース本体361の軸線AX2に対し軸ズレしている場合も、これと同様であった。
Specifically, as shown in FIG. 20, when the shaft core 345 (its axis AX3) is inclined with respect to the axis AX2 of the case
これに対し、本実施例1では、前述のように、蓋部材62の挿入孔62bを、平面視細長形状をなす長孔としている(図3参照)。この挿入孔62bは、自身に軸芯45の突出部45tを挿入したときに、挿入孔62b内において、突出部45tと蓋部材62とが、挿入孔62bの短手方向(図3において左右方向)について近接または接触する一方、挿入孔62bの長手方向(図3において上下方向)については短手方向に比べて大きく離間する寸法を有している。詳細には、挿入孔62bの短手方向の寸法L1(図3参照)を、円筒形状の突出部45tの外径D1(図2参照)よりも僅かに大きくしている。一方、挿入孔62bの長手方向(図3において上下方向)の寸法L2を、短手方向の寸法L1の2倍の大きさ(従って、突出部45tの外径D1の2倍以上)の大きさとしている。
On the other hand, in the first embodiment, as described above, the
これにより、捲回電極体40と共にケース本体61の内部に収容した軸芯45(その軸線AX3)が、ケース本体61の軸線AX2に対し傾いていたり軸ズレしている場合(図13及び図14参照)でも、軸芯45の突出部45tを蓋部材62の挿入孔62bに挿入して、適切に、蓋部材62をケース本体61の開口61jの内側に配置することができる。
As a result, the axial core 45 (its axis AX3) housed inside the case
具体的には、図13に示すように、軸芯45(その軸線AX3)がケース本体61の軸線AX2に対し傾いている場合は、軸芯45の傾き方向(図13において左右方向)に挿入孔62bの長手方向(図13において左右方向)を合わせて、軸芯45の突出部45tを蓋部材62の挿入孔62bに挿入することで、適切に、蓋部材62をケース本体61の開口61jの内側(詳細には、ガスケット69の内側)に配置することができる。詳細には、ケース本体61の軸線AX2に対し傾いている軸芯45の突出部45tが蓋部材62に衝突して挿入孔62b内への突出部45tの挿入が妨げられないように、軸芯45の突出部45tを挿入孔62bの長手方向(図13において左右方向)に逃がすように挿入孔62bに挿入する。これにより、蓋部材62を、ケース本体61の開口61jの内側(詳細には、ガスケット69の内側)の所定位置(ガスケット69の段差部69bに接触する位置)に、適切に配置することができる。
Specifically, as shown in FIG. 13, when the shaft core 45 (its axis AX3) is tilted with respect to the axis AX2 of the
また、図14に示すように、軸芯45(その軸線AX3)がケース本体61の軸線AX2に対し軸ズレしている場合も、軸芯45のズレ方向(図14において左右方向)に挿入孔62bの長手方向(図14において左右方向)を合わせて、軸芯45の突出部45tを蓋部材62の挿入孔62bに挿入することで、適切に、蓋部材62をケース本体61の開口61jの内側(詳細には、ガスケット69の内側)の所定位置(ガスケット69の段差部69bに接触する位置)に配置することができる。
As shown in FIG. 14, even when the shaft core 45 (its axis AX3) is misaligned with respect to the axis AX2 of the case
次に、溶接工程に進み、蓋部材62の挿入孔62bに挿入された軸芯45の突出部45tのうち、挿入孔62bの短手方向(図15において左右方向)について蓋部材62と近接または接触する部位を、蓋部材62と溶接する。具体的には、図15に示すように、蓋部材62の外側から、挿入孔62bの短手方向(図15において左右方向)について軸芯45の突出部45tと蓋部材62とが互いに近接または接触する位置(軸芯45の径方向に対向する2箇所)にレーザービームLBを照射して、蓋部材62と軸芯45(突出部45t)とをレーザー溶接する。このように、軸芯45の突出部45tと蓋部材62(正極外部端子)とを溶接して、両者を電気的に接続することで、両者の間の電気抵抗を小さくすることができる。
Next, it progresses to a welding process and it adjoins with the
ところで、上述のように軸芯45の突出部45tと蓋部材62とを溶接したとき、スパッタが発生(飛散)することがある。このスパッタが、正極捲回部44の間隙S1を通じて捲回電極体40の内部に進入した場合には、スパッタによって捲回電極体40の内部短絡(スパッタを通じた正極板10と負極板20との電気的接続など)が生じる虞がある。
By the way, when the
しかしながら、本実施例1では、前述のように、先の被覆工程において、被覆部材68により、捲回電極体40の軸線方向先端側端部40b(正極捲回部44を含む部位)を覆っている(正極捲回部44の間隙S1を閉塞している)。これにより、溶接工程において、軸芯45の突出部45tと蓋部材62とを溶接したときにスパッタが発生(飛散)した場合には、被覆部材68により、発生したスパッタが(正極捲回部44の間隙S1を通過して)捲回電極体40の内部に進入するのを防止することができる。従って、スパッタ
による捲回電極体40の内部短絡を抑制することができる。
However, in the first embodiment, as described above, in the previous covering step, the covering
次いで、ケース本体61の開口61jを構成する開口部61hを加締めて、ガスケット69と共に蓋部材62を、ケース本体61に固定する(図1参照)。これにより、ケース本体61と蓋部材62との間をガスケット69によって電気的に絶縁しつつ、ケース本体61と蓋部材62とが一体とされて、電池ケース60が形成される。その後、軸芯45の先端側開口45kを通じて、ケース本体61の内部に電解液を注入する。その後、蓋部材62の凹部62cの表面に、安全弁63を全周溶接する。これにより、蓋部材62の挿入孔62b及び軸芯45の先端側開口45kが閉塞され、密閉型の電池1が完成する。
Next, the
(実施例2)
次に、実施例2にかかる電池100について説明する。本実施例2の電池100は、実施例1の電池1と比較して、被覆部材を有しない点と軸芯の形状とが異なり、その他については実施例1と同様である。従って、ここでは、実施例1と異なる点を中心に説明し、同様な点については説明を省略または簡略化する。
(Example 2)
Next, the
図16は、実施例2にかかる電池100の縦断面図(軸線AX1に沿って切断した断面図)である。本実施例2の電池100は、実施例1の軸芯45に代えて、軸芯145を備えている。また、実施例1の電池1と異なり、被覆部材68を備えていない。なお、捲回電極体40は、捲回数50の捲回電極体であるが、図16等では、捲回電極体40の巻数を簡略化(5回巻に簡略化)している。
FIG. 16 is a vertical cross-sectional view (cross-sectional view cut along the axis AX1) of the
軸芯145は、実施例1の軸芯45と同様に、金属(例えば、アルミニウム)からなる金属部45bと、樹脂(例えば、ポリプロピレン)からなる樹脂部45fとを有している(図17参照)。しかしながら、本実施例2の軸芯145では、金属部45bの外周面に、円環状の鍔部145dが溶接されている。これにより、本実施例2の軸芯145では、突出部145t(軸芯145のうち、捲回電極体40から軸線方向先端側(図16において上側)に突出する部位)が、自身の径方向外側に突出した円環状の鍔部145dを有する。
The
また、蓋部材62は、軸芯145の突出部145bのうち鍔部145dよりも軸線方向先端側(図16において上側)の部位を挿入孔62bに挿入させた状態で、鍔部145dに対し軸線方向先端側に配置され、鍔部145dが位置する側とは反対側(図16において蓋部材62の上側)で突出部145tと溶接されている。なお、図16では、蓋部材62と突出部145tとが溶接されている部位を、溶接部W(図16において黒く塗りつぶされている部位)としている。
Further, the
軸芯145の突出部145tのうち鍔部145dよりも軸線方向先端側の部位を挿入孔62bに挿入して、蓋部材62を、鍔部145dに対し軸線方向先端側(捲回電極体40が位置する側とは反対側)に配置する(鍔部145dよりも軸線方向先端側に蓋部材62を配置する)ことで、蓋部材62に対し捲回電極体側(軸線方向後端側)の位置で、蓋部材62の挿入孔62bの一部または全部(本実施例2では全部)を、軸芯145の鍔部145dによって塞ぐことができる(図19参照)。
A portion of the projecting
本実施例2では、後述するように、この状態(蓋部材62の挿入孔62bを軸芯145の鍔部145dで塞いだ状態)で、蓋部材62について鍔部145dが位置する側とは反対側(軸線方向先端側)で、蓋部材62と軸芯145の突出部145tとを溶接する。これにより、溶接時に発生したスパッタが、挿入孔62bを通過して捲回電極体40の内部に進入するのを、鍔部145dによって抑制することができる。
In the second embodiment, as described later, in this state (in a state where the
次に、実施例2にかかる電池100の製造方法について、以下に説明する。
まず、実施例1と同様に、収容工程において、軸芯145の外周に捲回してなる捲回電極体40を、軸芯145と共にケース本体61の内部に収容する。次いで、被覆工程を行う(被覆部材68を配置する)ことなく、ケース本体61の軸線方向先端側の一部を、ケース本体61の全周にわたって径方向内側(軸線AX2側)に変形させて、環状段部61kを形成する。その後、開口部61hの内側に、円環状のガスケット69を配置する。
Next, a method for manufacturing the
First, similarly to the first embodiment, in the housing process, the
次いで、配置工程に進み、実施例1と同様に、蓋部材62の挿入孔62bに軸芯145の突出部145tを挿入させるようにして、蓋部材62をケース本体61の開口61jの内側(詳細には、ガスケット69の内側)に配置する。なお、蓋部材62は、ガスケット69の段差部69b上に載置されることで、ケース本体61に対し位置決めされる。
Next, the process proceeds to an arrangement step, and in the same manner as in the first embodiment, the
ところで、本実施例2でも、蓋部材62の挿入孔62bを、実施例1と同様の長孔としている(図3参照)。これにより、捲回電極体40と共にケース本体61の内部に収容した軸芯145(その軸線AX3)が、ケース本体61の軸線AX2に対し傾いていたり軸ズレしている場合(図13及び図14参照)でも、実施例1と同様に、軸芯145の突出部145tを蓋部材62の挿入孔62bに挿入することで、適切に、蓋部材62をケース本体61の開口61jの内側(詳細には、ガスケット69の内側)の所定位置(ガスケット69の段差部69bに接触する位置)に配置することができる。
By the way, also in the present Example 2, the
次に、溶接工程に進み、蓋部材62の挿入孔62bに挿入された軸芯145の突出部145tのうち、挿入孔62bの短手方向(図18及び図19において左右方向)について蓋部材62と近接または接触する部位を、蓋部材62と溶接する。具体的には、図18に示すように、蓋部材62の外側(蓋部材62について鍔部145dが位置する側とは反対側、図18において蓋部材62の上側)から、挿入孔62bの短手方向(図18及び図19において左右方向)について軸芯145の突出部145tと蓋部材62とが互いに近接または接触する位置(軸芯145の径方向に対向する2箇所)にレーザービームLBを照射して、蓋部材62と軸芯145(突出部145t)とをレーザー溶接する。このように、軸芯145の突出部145tと蓋部材62(正極外部端子)とを溶接して、両者を電気的に接続することで、両者の間の電気抵抗を小さくすることができる。
Next, it progresses to a welding process and it is the
ところで、上述のように軸芯145の突出部145tと蓋部材62とを溶接したとき、スパッタが発生(飛散)することがある。このスパッタが、正極捲回部44の間隙S1を通じて捲回電極体40の内部に進入した場合には、スパッタによって捲回電極体40の内部短絡(スパッタを通じた正極板と負極板との電気的接続など)が生じる虞があった。
By the way, when the
これに対し、本実施例2では、前述のように、軸芯として、突出部145tの径方向外側に突出した円環状の鍔部145dを有する軸芯145を用いている。そして、配置工程では、軸芯145の突出部145tのうち鍔部145dよりも軸線方向先端側(図18において上側)の部位を蓋部材62の挿入孔62bに挿入して、蓋部材62を、鍔部145dに対し軸線方向先端側(捲回電極体40が位置する側とは反対側)に配置する(鍔部145dよりも軸線方向先端側に蓋部材62を配置する)。これにより、蓋部材62に対し捲回電極体40側(軸線方向後端側、図18において下側)の位置で、蓋部材62の挿入孔62bの一部または全部(本実施例2では全部)を、軸芯145の鍔部145dによって塞ぐことができる(図19参照)。
In contrast, in the second embodiment, as described above, the
さらに、溶接工程では、上述のように、蓋部材62について鍔部145dが位置する側とは反対側(軸線方向先端側、図18において上側)で、蓋部材62と軸芯145の突出部145tとを溶接する。詳細には、蓋部材62について鍔部145dが位置する側とは反対側(図18において蓋部材62の上側)から、挿入孔62bの短手方向(図18及び図19において左右方向)について突出部145tと蓋部材62とが互いに近接または接触する位置(軸芯145の径方向に対向する2箇所)にレーザービームLBを照射して、蓋部材62と突出部145tとをレーザー溶接する。
Further, in the welding process, as described above, the
このとき、上述のように、蓋部材62に対し捲回電極体40側(軸線方向後端側、図18において下側)の位置で、蓋部材62の挿入孔62bの一部または全部(本実施例2では全部)を、軸芯145の鍔部145dによって塞いでいるので(図19参照)、溶接時に発生したスパッタが、蓋部材62の挿入孔62bを通過して、捲回電極体40の内部に進入するのを抑制することができる。これにより、スパッタによる捲回電極体40の内部短絡を抑制することができる。
At this time, as described above, a part or all of the
次いで、ケース本体61の開口61jを構成する開口部61hを加締めて、ガスケット69と共に蓋部材62を、ケース本体61に固定する(図16参照)。これにより、ケース本体61と蓋部材62との間をガスケット69によって電気的に絶縁しつつ、ケース本体61と蓋部材62とが一体とされて、電池ケース60が形成される。その後、軸芯145の先端側開口45kを通じて、ケース本体61の内部に電解液を注入する。その後、蓋部材62の凹部62cの表面に、安全弁63を全周溶接する。これにより、蓋部材62の挿入孔62b及び軸芯145の先端側開口45kが閉塞され、密閉型の電池100が完成する。
Next, the
以上において、本発明を実施例1,2に即して説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることはいうまでもない。 In the above, the present invention has been described with reference to the first and second embodiments. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and it can be applied as appropriate without departing from the scope of the present invention. Nor.
例えば、実施例2の電池100において、実施例1のように、捲回電極体40のうち蓋部材62側(図16において上側)の端部(正極捲回部44を含む軸線方向先端側端部40b)を覆う被覆部材を設けるようにしても良い。この場合、被覆部材は、例えば、径方向(図6において左右方向)に2分割できる形態とし、捲回電極体40をケース本体61内に収容する前に、軸芯145の鍔部145dよりも軸線方向後端側(図16において鍔部145dよりも下側)の位置で、分割した被覆部材を、捲回電極体40の径方向外側から、捲回電極体40の軸線方向先端側端部40bに被せるように配置すると良い。
For example, in the
1,100 電池
10 正極板
20 負極板
30 セパレータ
40 捲回電極体
45,145 軸芯
45t 突出部
61 ケース本体
62 蓋部材
62b 挿入孔
68 被覆部材
145d 鍔部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,100
Claims (6)
正極板、負極板、及びセパレータを上記軸芯の外周に捲回してなる捲回電極体であって、上記正極板または上記負極板が上記軸芯と電気的に接続してなる捲回電極体と、
上記捲回電極体を収容する有底筒状のケース本体と、
上記ケース本体の開口を塞ぐ蓋部材であって、上記捲回電極体が捲回されてなる上記軸芯のうち上記捲回電極体から軸線方向先端側に突出する突出部が挿入される挿入孔を有する蓋部材と、を備える
電池の製造方法であって、
上記蓋部材の上記挿入孔は、
平面視細長形状をなし、
当該挿入孔に上記軸芯の上記突出部を挿入したときに、上記挿入孔内において、上記突出部と上記蓋部材とが、上記挿入孔の短手方向について近接または接触する寸法を有し、
上記軸芯の外周に捲回してなる上記捲回電極体を、上記軸芯と共に上記ケース本体の内部に収容する収容工程と、
上記軸芯の上記突出部を上記蓋部材の上記挿入孔に挿入して、上記蓋部材を上記ケース本体の上記開口の内側に配置する配置工程と、
上記挿入孔に挿入された上記軸芯の上記突出部のうち、上記挿入孔の短手方向について上記蓋部材と近接または接触する部位を、上記蓋部材と溶接する溶接工程と、を備える
電池の製造方法。 The shaft core,
A wound electrode body formed by winding a positive electrode plate, a negative electrode plate, and a separator around the outer periphery of the shaft core, wherein the positive electrode plate or the negative electrode plate is electrically connected to the shaft core. When,
A bottomed cylindrical case body that houses the wound electrode body;
A lid member that closes the opening of the case body, and is an insertion hole into which a protruding portion that protrudes from the wound electrode body toward the front end in the axial direction is inserted among the shaft core formed by winding the wound electrode body A battery manufacturing method comprising: a lid member having
The insertion hole of the lid member is
It has an elongated shape in plan view.
When the protruding portion of the shaft core is inserted into the insertion hole, the protruding portion and the lid member have a size in the proximity of or in contact with each other in the short direction of the insertion hole in the insertion hole,
An accommodating step of accommodating the wound electrode body wound around the outer periphery of the shaft core together with the shaft core in the case body;
An arrangement step of inserting the protruding portion of the shaft core into the insertion hole of the lid member and arranging the lid member inside the opening of the case body;
A welding step of welding a portion of the projecting portion of the shaft core inserted into the insertion hole, which is close to or in contact with the lid member in a short direction of the insertion hole, to the lid member. Production method.
前記配置工程に先立って、電気絶縁性を有する被覆部材により、前記捲回電極体のうち前記軸線方向先端側の端部を覆う被覆工程を備える
電池の製造方法。 A battery manufacturing method according to claim 1, comprising:
Prior to the arranging step, a battery manufacturing method including a covering step of covering an end portion of the wound electrode body on the distal end side in the axial direction with a covering member having electrical insulation.
前記軸芯の前記突出部は、自身の径方向外側に突出した環状の鍔部を有し、
前記配置工程は、
上記軸芯の上記突出部のうち上記鍔部よりも軸線方向先端側の部位を前記蓋部材の前記挿入孔に挿入して、上記蓋部材を、上記鍔部に対し上記軸線方向先端側に配置し、
前記溶接工程は、
上記蓋部材について上記鍔部が位置する側とは反対側で、上記蓋部材と上記軸芯とを溶接する
電池の製造方法。 A method for producing a battery according to claim 1 or claim 2,
The protruding portion of the shaft core has an annular flange protruding outward in the radial direction of itself.
The arrangement step includes
A portion of the protruding portion of the shaft core that is closer to the distal end in the axial direction than the flange is inserted into the insertion hole of the lid member, and the lid member is disposed on the distal end in the axial direction with respect to the flange. And
The welding process includes
A method for manufacturing a battery, wherein the lid member and the shaft core are welded to the lid member on the side opposite to the side where the flange portion is located.
正極板、負極板、及びセパレータを上記軸芯の外周に捲回してなる捲回電極体であって、上記正極板または上記負極板が上記軸芯と電気的に接続してなる捲回電極体と、
上記捲回電極体を収容する有底筒状のケース本体と、
上記ケース本体の開口を塞ぐ蓋部材であって、上記捲回電極体が捲回されてなる上記軸芯のうち上記捲回電極体から軸線方向先端側に突出する突出部が挿入された挿入孔を有する蓋部材と、を備える
電池であって、
上記蓋部材の上記挿入孔は、平面視細長形状をなし、
上記挿入孔に挿入された上記軸芯の上記突出部と上記蓋部材とは、上記挿入孔内において、上記挿入孔の短手方向について近接または接触し、
上記挿入孔に挿入された上記軸芯の上記突出部のうち、上記挿入孔の短手方向について上記蓋部材と近接または接触する部位が、上記蓋部材と溶接されてなる
電池。 The shaft core,
A wound electrode body formed by winding a positive electrode plate, a negative electrode plate, and a separator around the outer periphery of the shaft core, wherein the positive electrode plate or the negative electrode plate is electrically connected to the shaft core. When,
A bottomed cylindrical case body that houses the wound electrode body;
A lid member for closing the opening of the case body, wherein an insertion hole into which a projecting portion projecting from the wound electrode body toward the distal end in the axial direction is inserted among the shaft core formed by winding the wound electrode body A battery comprising a lid member having
The insertion hole of the lid member has an elongated shape in plan view,
The protruding portion of the shaft core inserted into the insertion hole and the lid member are close to or in contact with each other in the short direction of the insertion hole in the insertion hole,
A battery formed by welding a portion of the protruding portion of the shaft core inserted into the insertion hole that is close to or in contact with the lid member in a short direction of the insertion hole.
電気絶縁性を有する被覆部材であって、前記蓋部材と前記捲回電極体との間に位置し、上記捲回電極体のうち上記蓋部材側の端部を覆う被覆部材を備える
電池。 The battery according to claim 4,
A battery comprising a covering member having electrical insulation, the cover member being located between the lid member and the wound electrode body and covering an end portion of the wound electrode body on the lid member side.
前記軸芯の前記突出部は、自身の径方向外側に突出した環状の鍔部を有し、
前記蓋部材は、上記軸芯の上記突出部のうち上記鍔部よりも軸線方向先端側の部位を前記挿入孔に挿入させた状態で、上記鍔部に対し上記軸線方向先端側に配置され、上記鍔部が位置する側とは反対側で上記軸芯と溶接されてなる
電池。 The battery according to claim 4 or 5, wherein
The protruding portion of the shaft core has an annular flange protruding outward in the radial direction of itself.
The lid member is disposed on the distal end side in the axial direction with respect to the flange portion in a state where the portion on the distal end side in the axial direction with respect to the flange portion among the protruding portions of the shaft core is inserted into the insertion hole, A battery that is welded to the shaft core on the side opposite to the side on which the collar is located.
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