JP5717016B2 - battery - Google Patents
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Description
本発明は、帯状の正負の電極を帯状のセパレータを介して巻回した巻回型の発電要素をケースに備えた電池に関する。 The present invention relates to a battery including a case with a wound-type power generation element in which strip-shaped positive and negative electrodes are wound via a strip-shaped separator.
従来、この種の電池としては、巻回型の発電要素がケースに収容できるように構成され、その収容される発電要素の正極と負極とにリード体を介して電気的に連結する2つの端子を発電要素の上方に突出させ、発電要素の巻軸方向両端部をリード体とともに囲みながら覆うことにより発電要素とケースとの間を絶縁するための一対の構造体を備えた構成が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, this type of battery has two terminals that are configured so that a wound-type power generation element can be accommodated in a case and are electrically connected to a positive electrode and a negative electrode of the power generation element accommodated through a lead body. Has been proposed that includes a pair of structures for insulating the power generating element and the case by covering the power generating element with the lead body and covering both ends in the winding axis direction with the lead body. (For example, refer to Patent Document 1).
また、発電要素の巻軸方向両端の表面に、発電要素の巻回方向に沿うように絶縁性のテープを貼着することによって、発電要素とケースとの間を絶縁する構成も提案されている(例えば、特許文献2参照)。 Also, a configuration has been proposed in which an insulating tape is attached to the surfaces of both ends of the power generation element in the winding axis direction so as to follow the winding direction of the power generation element to insulate the power generation element from the case. (For example, refer to Patent Document 2).
上記特許文献1の構成によれば、発電要素がアルミニウム箔や銅箔などの薄くて柔らかい帯状のものを巻いた構成であるため、特に発電要素の巻軸方向両端部の保形強度が低い。 According to the configuration of Patent Document 1, since the power generation element is a configuration in which a thin and soft belt-like material such as an aluminum foil or a copper foil is wound, the shape retaining strength at both ends in the winding axis direction of the power generation element is particularly low.
また、上記特許文献2の構成によれば、ケースに発電要素を挿入する際に、発電要素の巻軸方向両端の表面に貼着したテープがケースの端などに引っ掛かり、破れてしまうことがあり、改善の余地があった。
Further, according to the configuration of
そこで、本発明はかかる状況に鑑みてなされたものであって、その解決しようとするところは、発電要素とケースとの間の絶縁を確実に行うことができる電池を提供することにある。 Accordingly, the present invention has been made in view of such a situation, and an object of the invention is to provide a battery capable of reliably performing insulation between the power generation element and the case.
即ち、本発明の電池は、前述の課題解決のために、
側端部に活物質の未塗工部を有する正極及び負極が巻回された巻回型の発電要素と、該発電要素を収容するケースと、前記発電要素に接続される複数の接続部を有する集電体と、前記発電要素の巻軸方向の少なくとも一端側に配置される絶縁部材と、を備えた電池であって、前記発電要素は、巻回中心部に巻軸空間が形成され、前記発電要素の側端部において、前記集電体の複数の接続部は、前記巻軸空間が間に位置するように互いの間隔を空けて配置されると共に、前記間隔を維持しつつ前記発電要素における前記未塗工部に接続され、前記絶縁部材は、前記発電要素の前記未塗工部に接続された前記接続部と前記ケースとの間に配置される断面コの字形状の部材であることを特徴とする。
That is, the battery of the present invention is for solving the above-mentioned problems
A winding type power generation element in which a positive electrode and a negative electrode having an uncoated portion of an active material are wound on a side end, a case for housing the power generation element, and a plurality of connection portions connected to the power generation element A battery comprising a current collector and an insulating member disposed on at least one end side in the winding axis direction of the power generation element, wherein the power generation element has a winding space formed in a winding center portion, At the side end portion of the power generation element, the plurality of connection portions of the current collector are arranged with a space therebetween so that the winding space is located therebetween, and the power generation while maintaining the space Connected to the uncoated part of the element, the insulating member is a U-shaped member disposed between the connection part and the case connected to the uncoated part of the power generation element It is characterized by being.
本発明における電池にあっては、発電要素とケースとの間の絶縁を確実に行うことができる電池を提供することができる。 In the battery according to the present invention, it is possible to provide a battery capable of reliably performing insulation between the power generation element and the case.
以下、本発明に係る電池の一実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。 Hereinafter, an embodiment of a battery according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1に、本実施形態における非水電解質電池(以下、単に電池という)1の縦断正面図を示している。この電池1は、ケース2内に巻軸方向が水平方向となる横置きに収容された2個の長円筒形の発電要素3,3を備えている。
FIG. 1 shows a longitudinal front view of a nonaqueous electrolyte battery (hereinafter simply referred to as a battery) 1 in the present embodiment. The battery 1 includes two long cylindrical
なお、本実施形態に係る電池は、各発電要素3とケース2との間に配置された巻軸部材4A,5Aを有する絶縁部材4B,5Bを備えている。また、ここでは、2個の発電要素3,3を備えた電池1を示しているが、1個の発電要素3を備えた電池であってもよいし、3個以上の発電要素3,3…を備えた電池であってもよい。
The battery according to the present embodiment includes insulating
ケース2は、上端が開放された上方開放型に構成され、このケース2の上端開口が長方形の蓋体6で閉じられている。その蓋体6の長手方向両側に、正極端子7と負極端子8とが上方に突出する状態で備えている。
The
発電要素3は、正極と負極とをセパレータを介して長円筒形に巻回したものである。正極は、帯状のアルミニウム箔の表面に正極活物質を担持させたものであり、負極は、帯状の銅箔の表面に負極活物質を担持させたものである。尚、これらの正極及び負極は、それぞれ帯状の片方の側端部に活物質を塗布しない未塗工部を設けており、この未塗工部でアルミニウム箔と銅箔とが露出している。
The
そして、各発電要素3の巻軸方向両端のそれぞれには、集電体9が接続され、それら集電体9の一方が正極端子7に接続され、他方が負極端子8に接続されている。
A
集電体9を発電要素3に接続するには、図2に示すように、まず発電要素3の巻軸方向の一端に2個のクリップ10,10を該クリップの一対の折曲部10A,10Bが発電要素3の端に当接するまで挿入する。尚、各クリップ10は、一枚の長方形で金属製の板から作製されている。つまり、板の長辺方向両端から設定距離の位置にそれぞれ、短辺方向一端から切れ込みを入れ、それら切れ込みから板の長辺方向両端までの部分をそれぞれ、90度折り曲げることにより一対の折曲部10A,10Bを備えたクリップ10を構成している。次に挿入した各クリップ10の一対の折曲部10A,10Bを、図3に示すように、90度発電要素3の外側に折り曲げることによって、発電要素3をクリップ10で挟み込む。
In order to connect the
クリップ10,10で発電要素3を挟み込んだ状態で、図4に示すように集電体9を発電要素3にクリップ10,10を介して接続する。集電体9は、2組のクリップ10,10、10,10に当接して溶接される4本の縦向きの接続部9A,9A,9A,9Aと、これら4本の接続部9A,9A,9A,9Aの上端から水平方向に延びて発電要素3の上方に位置するとともに正極端子7及び負極端子8にそれぞれ接続される本体部9Bとを備えている。
In a state where the
図5に示すように、集電体9を2組のクリップ10に対して上方から下方へ移動させることにより、各接続部9Aをクリップ10の一対の折曲部10A,10Bに当接させてから、クリップ10の中央の板部10Cを外側に折り曲げて、接続部9Aを挟持する。この挟持状態において、板部10Cに超音波溶接を施すことによって、接続部9Aとクリップ10と発電要素3とが接合される。
As shown in FIG. 5, by moving the
続いて、巻軸部材4A,5Aを備えた2個の絶縁部材4B,5Bを図6に示すように、発電要素3に向けて挿入する。各絶縁部材4B及び5Bは、合成樹脂からなり、発電要素3の幅方向両側から挟み込んで固定されるコの字状の部材から構成されている。すなわち、互いに平行となる一対の板部とこれら板部を同一端で連結する連結板部とからなっている。そして、各絶縁部材4B及び5Bの連結板部の幅方向ほぼ中央部に、発電要素3の巻回中心部に形成される巻軸空間3K内に挿入される板状の巻軸部材4A及び5Aを備えている。前記巻軸部材4A及び5Aは、合成樹脂からなり、絶縁部材4B及び5Bに一体形成されている。また、前記巻軸部材4A及び5Aは挿入側先端4T及び5Tが丸くなった円弧形状になっており、巻軸部材4A及び5Aの巻軸空間3K内への挿入をスムーズに行えるようになっている。尚、巻軸部材4A及び5Aの厚みは、巻軸空間3Kの左右幅に応じて変更することができる。
Subsequently, the two insulating
図5の2点鎖線で示すように、巻軸部材4A及び5Aの高さが、巻軸空間3Kの高さ方向でほぼ埋める寸法に構成されており、絶縁部材4B及び5Bが発電要素3に対して上下方向に位置ずれすることを確実に回避することができるようにしている。
As shown by a two-dot chain line in FIG. 5, the height of the winding shaft members 4 </ b> A and 5 </ b> A is configured to be substantially filled in the height direction of the
図7は、巻軸部材4A及び5Aを巻軸空間3K内に挿入した状態を示している。このように絶縁部材4B及び5Bに備えた巻軸部材4A及び5Aを発電要素3の巻軸方向の寸法の半分以下に構成することによって、発電要素3の巻軸方向の寸法の半分を越える長さに設定した場合に、巻軸部材4A及び5Aの挿入時に、両者が当接しないように一方の巻軸部材4Aに対して他方の巻軸部材5Aを巻軸部材挿入方向と直交する方向で位置をずらすなどの細工が不要になる。
FIG. 7 shows a state in which the winding
そして、図7に示すように、巻軸部材4A,5Aを備えた絶縁部材4B,5Bが取り付けられた発電要素3を、ケース2内に収容して蓋体6により閉じることにより電池1を構成することができる。
Then, as shown in FIG. 7, the
尚、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various change is possible in the range which does not deviate from the summary of this invention.
前記実施形態では、絶縁部材4Bを底の無いコの字状の部材から構成することによって、発電要素3とケース2の底板部2Aとの間の絶縁を、図1に示す別の絶縁板11により行うようにしたが、図8(a),(b),(c)に示すように、絶縁部材4Bの下端に底板部4Cを備えさせてもよい。この場合、図1で示した絶縁板11を省略できる。
In the above-described embodiment, the
また、前記実施形態では、絶縁部材を発電要素毎に設けた構成を示したが、図8(d)に示すように、2個の発電要素に対して1個の絶縁部材を設けた構成であってもよい。この場合、2個の巻軸部材4A,4Aを1個の絶縁部材4Bに備えさせて実施することになる。
Moreover, in the said embodiment, although the structure which provided the insulating member for every electric power generation element was shown, as shown in FIG.8 (d), it is the structure which provided the one insulating member with respect to two electric power generation elements. There may be. In this case, two winding
また、前記実施形態では、1個の発電要素3の巻軸方向の両端に巻軸部材4A,5Aを有する絶縁部材4B,5Bを備えたものを示したが、1個の発電要素の巻軸方向の一端側のみに巻軸部材を有する絶縁部材を備えたものから構成することもできる。
Moreover, in the said embodiment, although what provided the insulating
また、前記実施形態では、長円筒形巻回型の発電要素を用いる場合を示したが、円筒形巻回型やその他の任意の形状の巻回型の発電要素に用いて実施することもできる。更に、非水電解質二次電池について示したが、他の各種の二次電池や一次電池にも同様に実施可能である。 Moreover, although the case where the long cylindrical winding type power generation element was used was shown in the said embodiment, it can also be implemented using a cylindrical winding type and the winding type power generation element of other arbitrary shapes. . Furthermore, although the non-aqueous electrolyte secondary battery has been described, the present invention can be similarly applied to other various secondary batteries and primary batteries.
また、前記実施形態では、絶縁部材4Bに巻軸部材4Aが一体形成されているタイプを示したが、絶縁部材と巻軸部材とを別々に作製し、それらを一体化して実施することもできる。
In the above embodiment, the type in which the winding
また、前記実施形態では、巻軸部材4A及び5Aの挿入側先端4T及び5Tを円弧形状にしたが、楕円形状、先端だけ丸くなった三角形状や多角形状の他、場合によっては四角形など、どのような形状であってもよいが、先端側ほど先細りとなる形状にした方が巻軸空間内への挿入をよりスムーズに行うことができる利点がある。
Moreover, in the said embodiment, although insertion side front-end | tip 4T and 5T of winding
また、前記実施形態では、クリップ10で発電要素3を挟持してから、集電体9を接続して超音波溶接する後付タイプの構成を示したが、集電体を先に接続した後、集電体の4個の接続部に4個の挟持板をそれぞれ挟んで超音波溶接する先付タイプの構成であってもよい。
Moreover, in the said embodiment, after pinching the electric
また、前記実施形態では、発電要素3に巻芯を備えていないタイプを示したが、巻芯を備えさせた発電要素にも本発明は適用できる。この場合、巻芯の内部に本発明の巻軸部材を挿入することになる。
Moreover, in the said embodiment, although the type which is not provided with the core in the electric
1…電池、2…ケース、2A…底板部、3…発電要素、3K…巻軸空間、4A,5A…巻軸部材、4B,5B…絶縁部材、4C,5C…底板部、4T,5T…挿入側先端、6…蓋体、7…正極端子、8…負極端子、9…集電体、9A…接続部、9B…本体部、10…クリップ、10A,10B…折曲部、10C…板部、11…絶縁板 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Battery, 2 ... Case, 2A ... Bottom plate part, 3 ... Electric power generation element, 3K ... Coil space, 4A, 5A ... Coil member, 4B, 5B ... Insulation member, 4C, 5C ... Bottom plate part, 4T, 5T ... Insertion end, 6 ... Lid, 7 ... Positive electrode terminal, 8 ... Negative electrode terminal, 9 ... Current collector, 9A ... Connection part, 9B ... Main body part, 10 ... Clip, 10A, 10B ... Bending part, 10C ... Plate Part, 11 ... insulating plate
Claims (3)
該発電要素を収容するケースと、
前記発電要素に接続される複数の接続部を有する集電体と、
前記発電要素の巻軸方向の少なくとも一端側に配置される絶縁部材と、を備えた電池であって、
前記発電要素は、巻回中心部に巻軸空間が形成され、
前記発電要素の側端部において、前記集電体の複数の接続部は、前記巻軸空間が間に位置するように互いの間隔を空けて配置されると共に、前記間隔を維持しつつ前記発電要素における前記未塗工部に接続され、
前記絶縁部材は、前記発電要素の前記未塗工部に接続された前記接続部と前記ケースとの間に配置される断面コの字形状の部材であることを特徴とする電池。 A wound-type power generation element in which a positive electrode and a negative electrode having an uncoated part of an active material are wound on the side ends,
A case for housing the power generation element;
A current collector having a plurality of connections connected to the power generation element;
An insulating member disposed on at least one end side in the winding axis direction of the power generating element,
The power generation element has a winding space formed in a winding center portion,
At the side end portion of the power generation element, the plurality of connection portions of the current collector are arranged with a space therebetween so that the winding space is located therebetween, and the power generation while maintaining the space Connected to the uncoated part in the element,
The battery, wherein the insulating member is a U-shaped member disposed between the connection portion connected to the uncoated portion of the power generation element and the case.
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