JP5690844B2 - 二次電池 - Google Patents

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Description

本発明は、外部端子を二次電池の金属容器と絶縁する端子絶縁部材を有する二次電池に関する。
ハイブリッド車や電気自動車などに使用されるリチウムイオン二次電池に代表される二次電池は、二次電池の内部に発生するガスを排出する安全弁を備えている。
たとえば、特許文献1では、複数個の二次電池の安全弁排出口を全体的に覆うカバーを設け、いずれの二次電池からガスが排出されたときにもガスを捕集する構造が提案されている。
特許文献2では、二次電池の外郭部に形成された安全弁の近傍にガス捕集用部品を直接接続するための接続用部品を設けた構造が提案されている。
特開2010−113888(蓄電装置及び車両) 特開2010−49942(電池システム)
特許文献1、2記載の二次電池のように、ガス捕集部品等を後付けする場合、後付部品を二次電池に装着するための固定部品が必要である。
本発明は、蓋で密閉された電池容器内に収容された発電体と、前記蓋にそれぞれが設けられるとともに、前記発電体のそれぞれに電気的に接続された正負極外部端子と、前記正負極外部端子をそれぞれ前記蓋に対して絶縁する一対の端子絶縁部材とを備え、前記一対の端子絶縁部材の少なくとも一方には、外付部品を前記電池容器に装着するための装着部が形成されていることを特徴とする。
本発明によれば、外付部品を二次電池に装着する際に装着専用の別段の部品を必要とせず、部品点数を削減することができる。
本発明による二次電池の一実施形態を示す外観斜視図。 図1の二次電池の分解斜視図。 図1の二次電池の部分拡大図。 図3におけるIV部を示す拡大図。 図4におけるV矢視図。 図4におけるVI矢視図。 正極外部端子側の縦断面図 図1の二次電池にガス捕集ダクトを装着した状態を示す拡大斜視図。 図8の平面図。 図8のガス捕集ダクトを示す斜視図。 図10のXI矢視図。 図9のXII−XII矢視線に沿う断面図。 図1の二次電池に放熱機能部品を装着した状態を示す拡大斜視図。 図13の平面図。 図13の放熱機能部品を示す斜視図。 図16のXVII矢視図。 図14のXVII−XVII矢視線に沿う断面図。 図1の二次電池によって構成した組電池を示す斜視図。 図18の組電池を同じ方向から見た分解斜視図。 図18の組電池を逆方向から見た分解斜視図。 図18におけるXXI部を示す拡大図。 図19におけるXXII部を示す拡大図。 図20におけるXXIII部を示す拡大図。
本発明による二次電池の実施形態を、図面を参照して説明する。
[第1実施形態]
―電池全体構成―
図1に示す二次電池SBは、電池容器を構成するケース1および蓋6を備える。この明細書において、符号WSで示されるケース1の正面を最大面と呼び、符号WNで示されるケース1の側面を最小面と呼ぶ。ケース1の正面の左右方向を電池の幅と呼び、側面の幅、すなわち電池の奥行き方向を電池の厚さと呼ぶ。
ケース1内には発電体3(図2)が収納され、ケース1は蓋6によって封止されている。蓋6はケース1に溶接されて電池容器が構成される。蓋6には、正極外部端子9Aと、負極外部端子9Bとが設けられている。発電体3に蓄電された電力が正負極外部端子9A,9Bを介して外部負荷に供給され、回生運転などで発電された電力が正負極外部端子9A,9Bを介して発電体3に充電される。
蓋6にはガス排出弁10が一体的に設けられている。電池容器内の圧力が上昇すると、ガス排出弁10が開いて内部からガスが排出され、電池容器内の圧力が低減される。これによって、二次電池SBの安全性が確保される。
蓋6には、ケース1内に電解液を注入する注液口11が穿設され、注液口11は、電解液注入後に注液栓12によって封止される。
符号8A,8Bは、正負極外部端子9A,9Bを蓋に固定するかしめ部材であり、後に詳細に説明する。
二次電池SBの分解斜視図である図2を参照して、二次電池SBをさらに詳細に説明する。
発電体3は絶縁材料で作製された絶縁袋2を介して二次電池SBのケース1内に収容されている。発電体3は、セパレータを介して正負極体を扁平形状に捲回した電極群であり、捲回軸方向の両端側には、正極合剤および負極合剤が塗布されていない電極箔露出面がそれぞれ正極接続部31と負極接続部32として形成され、これらの正負極接続部31,32には正負極集電板4A,4Bの一端4A1,4B1がそれぞれ接続されている。正負極集電板4A,4Bの他端4A2,4B2には、正負極接続部材(かしめ部材)8A,8Bの下端部がかしめ固定されている。正負極接続部材8A,8Bの上端部は蓋6を貫通して電池上面まで延在している。電池蓋6の上面には端子絶縁部材7A,7Bと正負極外部端子9A,9Bとが積層して配設され、負極接続部材8A,8Bは蓋6と端子絶縁部材7A,7Bと正負極外部端子9A,9Bをそれぞれ貫通して電池ケース1の外部に突出され、蓋6の上面において、正負極接続部材8A,8Bと正負極外部端子9A,9Bとがかしめ固定されている。
以上の構成により、正負極外部端子9A,9Bは、正負極接続部材8A,8Bにより正負極集電板4A,4Bに電気的に接続され、端子絶縁部材7A,7Bにより正負極外部端子9A,9Bは電池蓋6と絶縁されている。なお、正負極接続部材8A,8Bはガスケット5A,5Bにより蓋6と電気的に絶縁されている。
本発明の特徴は、正負極端子絶縁部材7A、7Bを用いて、二次電池SBの種々の付属部品を蓋6、すなわち電池容器に装着可能にしたことにある。付属部品として、以下では、ガス捕集ダクト、放熱機能部材、セルホルダを例示して説明する。
図2〜図7を参照して正負極外部端子周辺の構造について正極外部端子を一例として説明する。図3は蓋6の上面を電池斜め上方から見た図、図4は図3の正極外部端子周辺要部を拡大して示す図、図5は図4をV方向から見た図、図6は図4をVI方向から見た図である。また図7は、正負極外部端子周辺構造の縦断面図であり、とくに、蓋6の上面において、正負極接続部材8A,8Bと正負極外部端子9A,9Bとのかしめ構造を詳細に示す図である。
(外部端子周辺構造)
正極外部端子9Aは、略平板状に形成された金属板である。正極外部端子9Aは、正極接続部材8Aがかしめ結合されるかしめ固定部91Aと、外部負荷との接続のためのバスバー(図示省略)が取り付けられるバスバー取付部92Aとを有している。かしめ固定部91Aとバスバー取付部92Aとは、電池中央に向かって下り勾配で、かつ、幅が狭く形成されている接続板93Aにより接続されている。
略平板状に形成された絶縁板である正極端子絶縁部材7Aは、かしめ固定部91Aが載置される第1支持台71Aと、バスバー取付部92Aが載置される第2支持台72Aとを有している。第1支持台71Aと第2支持台72Aの周囲は壁7Wで取り囲まれ、正極外部端子9Aは壁7Wで囲まれた領域に位置決めされる。正極端子絶縁部材7Aの第1支持台71Aには貫通孔71A1が設けられ、かしめ固定部91Aには貫通孔91A1がそれぞれ設けられている。これらと対応して蓋6にも同様の貫通孔が設けられている。円柱状の正極接続部材8Aは、これらの貫通孔を貫通し、正極接続部材8Aの上下端は電池容器の内外にそれぞれ延在している。正極接続部材8Aの下端は正極集電板4Aにかしめにより固着され、上端は正極外部端子9Aのかしめ固定部91Aとかしめにより固着されている。このかしめ固着により端子絶縁部材7Aが蓋6と正極外部端子9Aとの間に挟持される。
(端子絶縁部材)
上述したように、端子絶縁部材7Aは、第1支持台71Aと第2支持台72Aを有し、全体として、幅が電池容器の厚さに対してやや小さい寸法の小判形状に形成されている。第1支持台71Aの先端は円弧状に形成され、第2支持台72Aは全体が略正方形形状に形成されている。第1支持台71Aの円弧状先端の側面には窪んだ矩形断面形状の係合凹部75が設けられ、係合凹部75と対向する第2支持台72Aの側面には窪んだ矩形断面形状の係合凹部76が設けられている。さらに、端子絶縁部材7Aの電池容器の幅方向に沿った両側面の略中央部には窪んだ円形断面形状の係合77がそれぞれ設けられている。
負極外部端子9Bは正極外部端子9Aと同一の部品、負極端子絶縁部材7Bは正極端子絶縁部材7Aと同一の部品であり、説明を省略する。
このように、平板小判状の端子絶縁部材7Aの4つの周面にはそれぞれ係合凹部75〜77が設けられ、二次電池SBに後付けする付属部品(後付部品)の位置決めや固定等に利用される。以下、付属部品について説明する。
[外付部品適用例(その1):ガス補修ダクト]
上述したように、二次電池SBでは、電池容器の内圧が所定値を越えるとガス排出弁10からガスが外部に排出される。そこで、排出されたガスが二次電池SBの周囲に飛散しないように適宜な箇所まで導くガス捕集ダクトが用いられる。このガス捕集ダクトを正負極端子絶縁部材7A,7Bに簡単に装着する適用例について、図8〜図12を参照して説明する。
図8および図9に示すように、ガス捕集ダクト13は、正負極端子絶縁部材7A、7Bの第1支持台71A,71Bの対向面に設けられている係合凹部76を使用して蓋上面に装着するものである。
図10および図11に示すように、ガス捕集ダクト13は略長方形状の基部131を有し、基部131は、蓋6の幅と略等しい幅と、両端子絶縁部材7A、7Bの第1支持台71A,7IBの対向面同士の間隔よりも若干短い長さと、第1支持台71A,71Bと略等しい厚さ(高さ)を有する。従って、基部131は、両端子絶縁部材7A、7Bの間に、第1および第2支持台71A,71Bに連続するように、収まりよく収容される。
ガス捕集ダクト13は、例えば、合成樹脂により成型され、基部131は、リブ135で補強された中空形状とされる。
基部131の長手方向両端部には、係合凹部76に係合するとともに、基部131の長手方向に弾性変形可能な爪13Aが設けられている。爪13Aは基部131の端面よりも若干突出している。基部131の長手方向中央には、ガスを排出する排出口132が上向きに突設されている。排出口132の外周には雄ネジ134が形成されている。雄ネジ134を利用してガス排出パイプ(図示省略)やガス排出ホース(図示省略)を取り付けることができる。
基部131には、排出口132に連通するガス捕集室133が設けられている。基部131の底面には、ガス捕集室133を取り囲むように形成されたOリング装着溝にOリング13Bが装着されている。ガス捕集ダクト13は、Oリング13Bによりガス排出弁10の出口側に密着して気密的に配置される。
ガス捕集ダクト13の装着方法について説明する。
基部底面のOリング装着溝にOリング13Bを装着したガス捕集ダクト13を、正負極端子絶縁部材7A,7Bの間の領域に蓋6の上方から押し付ける。ガス捕集ダクト13の爪13Aは基部131の端面よりも若干突出しており、基部131を両端子絶縁部材7A、7Bの間に上方から押し込むと、図12に示すように、爪13Aは第1支持台71A、71Bの内面に接しつつ、一旦内側に押し込まれた後、係合凹部75内に弾性的に突出して係合する。このとき、Oリング装着溝に装着したOリング13Bが適度に押圧変形され、ガス捕集室133が蓋6に気密的に密着される。
このようにしてガス捕集ダクト13を装着した二次電池では、二次電池SBの内部圧力が閾値を越えたときに排出弁10から排出されたガスは、ガス捕集室133内に捕集されつつ、排出口132から排出される。そして、ガス捕集ダクト13の排出口132に接続したパイプやホースにより車室外などの適所に排出される。ガス排出弁10からガスが排出されたとき、ガス圧力によりOリング13Bが適度に変形して、ガス捕集ダクト13からのガス漏洩が防止される。
以上説明したガス捕集ダクト13を装着した二次電池によれば、つぎのような作用効果を奏することができる。
(1)別段の取り付け部品を使用することなく、ガス捕集ダクト13を、端子絶縁部材7A,7Bの係合凹部75によって支持、固定することができる。したがって、ガス捕集ダクト取付専用部材が不要となり、コスト低減を図ることができる。
(2)ガス捕集ダクト13の長手方向の寸法を正負極端子絶縁部材7A,7Bが対向する離間距離とほぼ同一とし、短手方向の寸法を電池の厚み方向の寸法よりも若干小さくした。すなわち、ガス捕集ダクト13の平面視の形状を蓋の外形寸法内に納めるようにした。その結果、ガス捕集ダクト13が装着されても、二次電池SBの厚さ方向(短手方向)と幅方向(長手方向)にサイズが大きくなることがない。
[外付部品適用例(その2):放熱機能部品]
係合凹部を用いて放熱機能部品を装着する適用例を、図13〜図17を参照して説明する。
二次電池SBは発電体3の充放電により発熱するので、必要に応じて放熱機能部品を装着して冷却することがある。そこで、放熱機能部品14を正負極端子絶縁部材7A,7Bに簡単に装着する適用例について図13〜図17を参照して説明する。
図13および図14に示すように、放熱機能部品14は、正負極端子絶縁部材7A、7Bの第1支持台71A,71Bにそれぞれ装着されている。図17に示すように、放熱機能部品14とかしめ部材8Aおよび正極外部端子9Aとの間には伝熱シート15が介装され、発電体3の熱は、かしめ部材8Aと正極外部端子9Aから放熱機能部品14に効果的に伝熱するようにしている。伝熱シート15は、柔らかく粘着性と弾力性能と熱伝導性能を有するシリコンやゴムなどの軟質材で成形したものを使用することができる。
正負極端子絶縁部材7A,7Bに装着される放熱機能部品14は同一であり、かつ、正負極端子絶縁部材7A,7Bも同一であり、以下では、主に正極端子絶縁部材7A側について説明する。
図15、図16に示すように、放熱機能部品14は、電池容器の厚さとほぼ同一の厚みを有する略立方体状に形成されている。放熱機能部品14は、第1支持台71Aの上面に当接する平板状の基部141と、基部141の上面に所定間隔で立設されている複数のフィン143と、基部141の下面の両側端において第1支持台71Aの側面に沿って延設される一対の挟持板142とを備えている。一対の挟持板142は、基部141から突出する一対の張出部142aを有し、これらの張出部142aの対向面には、第1支持台71Aの一対の係合凹部77に嵌入されるボス14Bがそれぞれ突設されている。一対の張出部142aは、両者の間隔の拡縮方向に弾性的に変形可能である。
基部141の張出部142aとは反対側の下面縁中央には、第1支持台71Aの係合凹部76に係合される爪14Aが下方に突設されている。爪14Aの先端には基部141の内方に屈曲した係合部が形成されている。図14に示すように、爪14A、ボス14Bは、放熱機能部品14を端子絶縁部材7Aに取り付けた状態で、基部141が外部端子9Aとかしめ部材8Aに近接するように位置設定されている。
後述するように、放熱機能部品14を絶縁端子部材7Aに跨るように装着するとき、爪14Aは弾性変形して係合凹部76に係合するとともに、一対のボス14Bは挟持板142の張出部142aが外側へ弾性変形することにより係合凹部77に係合する。
放熱機能部品14の装着方法について説明する。
図17に示すように、接続部材8Aの上面には伝熱シート15を予め敷いておく。挾持板142の張出部142aを外方に弾性変形させて押し開きながら第1支持台71Aの両側面に沿って放熱機能部品14を電池容器長手方向外側に向けてスライド操作する。ボス14Bが係合凹部77の位置に至ると、張出部142aが復元変形してボス14Bが係合凹部77に係合する。これによって、放熱機能部品14は、ボス14Bにおいて係合凹部77によって枢支され、係合凹部77を中心に揺動自在となる。係合凹部77を中心に放熱機能部品14を蓋6に向かって回転させて爪14Aを係合凹部76に係合させる。
このようにして放熱機能部品14を装着した二次電池では、発電体3から伝熱された正負極外部端子9A、9Bの熱は伝熱シート15を介して放熱機能部品14に伝達され、さらに、速やかにフィン143に伝達されて放熱される。その結果、接続端子9Aの熱は、効率的に放熱され、二次電池SBの過熱が防止されて、二次電池SBの性能の劣化を防止するとともに寿命を長くすることできる。
以上の放熱機能部品14を装着した二次電池によれば次のような作用効果を奏することができる。
(1)別段の取り付け部品を使用することなく、放熱機能部品14を係合凹部76と77によって端子絶縁部材7A,7Bに支持、固定することができる。したがって、放熱機能部品取付専用部材を必要とせず、コスト低減を図ることができる。
(2)ガス捕集ダクト13と同様に、放熱機能部品14の平面視の形状を蓋の外形寸法内に納めるようにした。その結果、放熱機能部品14が装着されても、二次電池SBの厚さ方向(短手方向)と幅方向(長手方向)にサイズが大きくなることがない。
(3)放熱機能部品14の端子絶縁部材7A、7Bへの取り付け作業は極めて容易である。
(4)正負極集電板4A,4Bから発電体3の熱が伝熱される正負極接続部材8A,8Bの頭部と正負極外部端子9A,9Bとの間に伝熱シート15を介装したので、発電体3の熱を効率よく正負極外部端子9A,9Bに伝熱して二次電池を効率よく冷却することができる。
(5)正負極接続部材8A,8Bの頭部と正負極外部端子9A,9Bとの間に、柔らかく粘着性と弾力性能と熱伝導性能を有するシリコンやゴムなどの軟質材で成形され伝熱シート15を介装した。その結果、その弾力性能によって放熱機能部品14と接続端子9Aとの間に弾性的な反発力を生じさせ、放熱機能部品14の爪14Aと端子絶縁部材7Aの係合凹部76や77との隙間を吸収する。その結果、部品間のガタつきが吸収され、放熱機能部品14が二次電池SBの接続端子9Aの上部へ安定して装着することができる。
なお、放熱機能部品14の端子絶縁部材7Aへの取り付けに際して、ボス14Bの係合凹部77への嵌入と同時に、爪14Aを係合凹部76に係合させてもよい。
[外付部品適用例(その3)]
複数の二次電池SBをセルホルダで組電池として構成する際、端子絶縁部材7A,7Bの係合凹部を用いてセルホルダを装着する適用例を、図18〜図23を参照して説明する。セルホルダは、複数の二次電池SBを位置決めするために使用される。
図18に示す組電池100は、複数の二次電池SBを厚さ方向に並列し、隣接する二次電池SB間にセルホルダ16を挿入して組み立てられている。
図19〜図23を参照してセルホルダ16による組電池一体化構造について説明する。
図19は、図18で示した組電池を同方向から見た分解斜視図であり、二次電池SBとセルホルダ16を分離して示す図、図20は、図18で示した組電池を反対側から見た分解斜視図であり、二次電池SBとセルホルダ16を分離して示す図である。
図18〜図20を参照してセルホルダ16について説明する。
セルホルダ16は、二次電池SBの最大面よりやや大きい長方形板状であり、絶縁性の合成樹脂で作製されている。セルホルダ16は、二次電池の最大面と対向配置される主板161と、二次電池SBの上縁に沿って延在する上縁部材162と、二次電池SBの下縁に沿って延在する下縁部材163とを有し、主板160の表裏面には水平方向に所定間隔で空気通路が形成されている。主板161は上下縁部材162,l63に挟まれている。上縁部材162の一方の端部から、二次電池SBの厚さ方向にその厚さと略同一の長さを有する押さえ部材162aが直角方向に突設されている。上縁部材162の押さえ部材162aに近い端部側の表裏面には、係合凹部77に係合するボス16Aが突設されている。また、押さえ部材162aの内側面には、係合凹部76に係合する爪16Bが突設されている。
下縁部材163の中央部の一方の面には二次電池SBの底面が載置される載置突部16Cが突出され、上縁部材162の押さえ部材162aとは反対側に近い端部側の一方の面には角柱形状の押さえ突部16Dが突設されている。これらの載置突部16Cと押さえ突部16Dは、隣接する二次電池同士の傾きを防止するものである。
組電池組み立て手順について説明する。
以下のような手順で、まず組電池対象である全ての二次電池SBの一方の最大面にセルホルダ16を装着する。セルホルダ16の上縁部材162の一対のボス16Aの一方を二次電池SBの端子絶縁部材7Aの係合凹部77に係合するとともに、上縁部材162の押さえ部材162aの爪16Bを端子絶縁部材7Aの係合凹部76に係止することにより、二次電池SBにセルホルダ16が装着される。
セルホルダ16が装着された複数の二次電池SBを厚さ方向に以下の手順で順次に集積して組電池が組み立てられる。二次電池SBに装着されたセルホルダ16の主板161を、隣接配置される二次電池SBの最大面と密接に配置する。このとき、載置突部16Cに二次電池SBの底面を載置するとともに、押さえ突部16Dを二次電池SBの蓋6の上面の縁に係止させる。
以上の手順を組電池対象である全ての二次電池SBについて繰り返して行うことにより、図18に示す組電池を作製することができる。
このように製作された組電池によれば以下のような作用効果を奏する。
(1)端子絶縁部材7A,7Bに装着したセルホルダ16を使用して複数の単電池を組電池として組み立てるようにしたので、セルホルダ16を二次電池に装着するための特別の部品を使用する必要がなく、部品点数の低減を図ることができる。
(2)二次電池SBの最大面側に突出するボス16Aと、最小面側に突出する爪16Bを係合凹部76と77に係合してセルホルダ16を端子絶縁部材7A,7Bに装着するようにした。セルホルダ16は2方向で二次電池SBに装着されるので、二次電池SBの最大面側に突出するボス16Aのみでホルダ16を二次電池SBに装着する場合に比べて、二次電池SBに装着したセルホルダ16が脱落するおそれが少ない。
(3)セルホルダ16の載置突部16Cと押さえ突起16Dにより隣接する二次電池SBを互いに拘束するようにしたので、二次電池SBの最大面と平行な面内での傾きが防止される。
(4)組電池100の組み立てに際して、あらかじめ二次電池SBにセルホルダ16を装着しておくことができ、組み立て作業の効率がよい。
本発明による二次電池を以下のように変形して実施することができる。
(1)同一の正負極端子絶縁部材を用いるとともに、二つの絶縁部材をともに利用して付属部品を装着するようにしたが、正負極端子絶縁部材は別々の部材としてもよい。
(2)正負極一対の端子絶縁部材に外付部品を装着する場合について説明したが、いずれか一方にのみ外付部品を装着するようにしてもよい。
(3)端子絶縁部材に係合凹部を設け、外付部品に突部や爪を設けたが、端子絶縁部材に突部や爪を設け、係合凹部に突部や爪を設けてもよい。
(4)端子絶縁部材は、複数種類の外付部品が装着可能に構成したが、1種類のみの外付部品を装着可能に構成してもよい。
本発明による二次電池は、外部端子を蓋と絶縁する絶縁部材を利用して電池付属部品を二次電池に装着するように構成したものであり、本発明が上記実施形態に限定されず、以下のような態様も本発明に含まれる。
(1)端子絶縁部材に設けた係合凹部の形状、形成位置などは実施形態に限定されない。
(2)付属部品も実施形態に限定されず、種々の外付部品に対して本発明を適用できる。
(3)発電体と外部端子を集電板により電気的に接続したが、外部端子と集電板とを一体化、すなわち一つの部材として作製してもよい。
(4)発電体の構成も実施形態に限定されない。
(5)電池容器の形状も実施形態に限定されない。
(6)外部端子を電池容器の電池蓋に設けるようにしたが、最大面に外部端子を設けた二次電池にも本発明を適用できる。

Claims (11)

  1. 蓋で密閉された電池容器内に収容された発電体と、
    前記蓋にそれぞれが設けられるとともに、前記発電体のそれぞれに電気的に接続された正負極外部端子と、
    前記正負極外部端子をそれぞれ前記蓋に対して絶縁する一対の端子絶縁部材とを備え、
    前記一対の端子絶縁部材の少なくとも一方には、外付部品を前記電池容器に装着するための装着部が形成されていることを特徴とする二次電池。
  2. 請求項1記載の二次電池において、
    前記正負極外部端子は、正負極集電板を介して前記発電体の正負極板に接続されていることを特徴とする二次電池。
  3. 請求項1または2記載の二次電池において、
    前記蓋に設けられたガス排出弁を覆うように前記蓋に前記外付部品として設けられるガス捕集ダクトをさらに備えるとともに、前記装着部は係合部であり、
    前記ガス捕集ダクトには、前記係合部と互いに弾性的に係合して前記端子絶縁部材に係止される係止部が設けられていることを特徴とする二次電池。
  4. 請求項3記載の二次電池において、
    前記一対の端子絶縁部材のそれぞれには前記係合部が設けられ、
    前記ガス捕集ダクトは前記一対の端子絶縁部材の間に横設して設けられ、
    前記端子絶縁部材の前記係合部は、前記一対の端子絶縁部材が互いに対向する対向面に設けられた凹部または突部であり、
    前記ガス捕集ダクトの長手方向両端部には、前記端子絶縁部材の前記凹部または前記突部と弾性的に係合する相補形状の凸部または凹部の前記係止部がそれぞれ設けられ、
    前記外付部品が前記一対の端子絶縁部材の双方を用いて電池容器に装着されるようにしたことを特徴とする二次電池。
  5. 請求項1乃至4のいずれか1項記載の二次電池において、
    前記二次電池を冷却するように、前記端子絶縁部材のそれぞれに前記外付部品として設けられた一対の放熱機能部品をさらに備えるとともに、前記装着部は係合部であり、
    前記放熱機能部品には、前記端子絶縁部材に設けた前記係合部と互いに弾性的に係合して前記端子絶縁部材に係止される係止部が設けられていることを特徴とする二次電池。
  6. 請求項5記載の二次電池において、
    前記端子絶縁部材に設けた前記係合部は、前記一対の端子絶縁部材が互いに対向する対向面のそれぞれに設けた第1係合部と、
    前記電池容器の長手方向に延在する前記端子絶縁部材の両側面に設けた第2および第3係合部とを含み、
    前記放熱機能部品には、前記第1〜第3係合部と係止される第1〜第3係止部が設けられていることを特徴とする二次電池。
  7. 請求項6記載の二次電池において、
    前記第1〜第3係合部のそれぞれは凹部または突部であり、
    前記第1〜第3係止部は、前記凹部または突部とは相補形状に形成されていることを特徴とする二次電池。
  8. 請求項7記載の二次電池において、
    前記第1〜第3係合部は凹部であり、前記第1〜第3係止部は前記凹部に弾性的に係合する爪であることを特徴とする二次電池。
  9. 請求項1または2記載の二次電池において、
    前記二次電池を保持するため前記端子絶縁部材に前記外付部品として装着されるセルホルダをさらに備えるとともに、前記装着部は係合部であり、
    前記セルホルダには、前記端子絶縁部材の前記係合部と互いに係合して前記端子絶縁部材に弾性的に係止される係止部が設けられていることを特徴とする二次電池。
  10. 請求項9記載の二次電池において、
    前記端子絶縁部材に設けた前記係合部は、前記電池容器の長手方向に延在する前記端子絶縁部材の両側面に設けた第1および第2係合部と、前記電池容器の最小面に対向する面に設けた第3係合部とを含み、
    前記セルホルダには、前記第1および第2係合部と係止される第1および第2係止部と、前記第3係合部と係止される第3係止部が設けられていることを特徴とする二次電池。
  11. 請求項10記載の二次電池において、
    前記第1〜第3係合部のそれぞれは凹部または突部であり、
    前記第1〜第3係止部は、前記セルホルダが前記端子絶縁部材に弾性的に装着されるように前記凹部または突部とは相補形状に形成されていることを特徴とする二次電池。
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5599106B2 (ja) * 2011-03-08 2014-10-01 日立オートモティブシステムズ株式会社 二次電池および二次電池モジュール
US9028996B2 (en) * 2011-09-29 2015-05-12 Lithium Energy Japan Battery pack
US9461295B2 (en) * 2012-05-04 2016-10-04 Samsung Sdi Co., Ltd. Rechargeable battery including terminal portion having auxiliary plate for reducing current flow along short circuit current path
JP6086314B2 (ja) * 2013-03-19 2017-03-01 株式会社Gsユアサ 蓄電装置
KR102213663B1 (ko) * 2014-06-02 2021-02-05 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
CN105680118A (zh) * 2016-03-31 2016-06-15 河南环宇赛尔新能源科技有限公司 一种软包装锂离子电池组的散热结构
CN114144934B (zh) * 2019-12-03 2024-03-15 宁德时代新能源科技股份有限公司 集流构件及其制造方法、二次电池及其制造方法、电池模块和装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005317324A (ja) * 2004-04-28 2005-11-10 Japan Storage Battery Co Ltd 電池
JP2009181853A (ja) * 2008-01-31 2009-08-13 Denso Corp 電池の温度調整装置
JP2010049942A (ja) * 2008-08-21 2010-03-04 Gs Yuasa Corporation 電池システム
JP2010080352A (ja) * 2008-09-27 2010-04-08 Sanyo Electric Co Ltd バッテリシステム
JP2010113888A (ja) * 2008-11-05 2010-05-20 Toyota Motor Corp 蓄電装置及び車両
WO2010095224A1 (ja) * 2009-02-18 2010-08-26 トヨタ自動車株式会社 電池、車両及び電池使用機器

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5146110B2 (ja) * 2008-05-29 2013-02-20 トヨタ自動車株式会社 電池、車両及び電池搭載機器
JP2010055786A (ja) * 2008-08-26 2010-03-11 Toyota Motor Corp 電池及び組電池
JP5561848B2 (ja) * 2009-07-13 2014-07-30 トヨタ自動車株式会社 電池、車両及び電池使用機器

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005317324A (ja) * 2004-04-28 2005-11-10 Japan Storage Battery Co Ltd 電池
JP2009181853A (ja) * 2008-01-31 2009-08-13 Denso Corp 電池の温度調整装置
JP2010049942A (ja) * 2008-08-21 2010-03-04 Gs Yuasa Corporation 電池システム
JP2010080352A (ja) * 2008-09-27 2010-04-08 Sanyo Electric Co Ltd バッテリシステム
JP2010113888A (ja) * 2008-11-05 2010-05-20 Toyota Motor Corp 蓄電装置及び車両
WO2010095224A1 (ja) * 2009-02-18 2010-08-26 トヨタ自動車株式会社 電池、車両及び電池使用機器

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