JP5741541B2 - 二次電池の集電端子及び二次電池 - Google Patents
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Description
また、集電端子は、絶縁部材を介して封口体に保持されている。そして、当該絶縁部材は、集電端子等からの電流の不要な流出を防ぐ。また、当該絶縁部材は、樹脂材料から形成される。
リベット端子は、端子接続杵にカシメられている。また、端子押さえ板は細長い樹脂板であり、端子接続杵を介して、封口体と接続されている。そして、ボルトによって端子接続杵を封口体にねじ止めする際に端子接続杵に加わる力によって当該端子接続杵のリベット端子との接続部(カシメ部)が封口体から離れるように浮くのを、当該端子押さえ板によって抑えている。
これにより、特許文献1に記載の二次電池では、外部正極端子及び外部負極端子を封口体に接続する際に、リベット端子に力が加わり、リベット端子が破損するのを防止している。
前記台座部から、当該台座部の前記電流遮断機構側に対して反対側に突出するように延在する端子脚部と、
前記台座部に形成され、前記電流遮断機構と接続する電流遮断機構接続部と、
前記台座部において、対向して配置された前記電流遮断機構接続部と前記端子脚部の付け根との間に延在して設けられた切欠穴部と、
を備え、
前記切欠穴部は、前記端子脚部の前記付け根の中心と前記電流遮断機構接続部の中心とを結ぶ直線に対して線対称になっている。
また、当該切欠穴部を直線形状のスリットとする場合に比べて、集電端子の台座部において電流の導通経路を短くすることができ、電気抵抗を小さくすることができる。
図1は本発明の第1の第1の実施の形態にかかる二次電池100を説明する側面図である。二次電池100は、密閉型のリチウムイオン二次電池である。二次電池100は、図1に示すように、電極体1、電池ケース2、封口体3、正極端子4、負極端子5、絶縁部材6、電流遮断機構7(後述)等を備えている。
捲回された電極体1を以下、捲回体1と称する。図1に示すように、捲回体1において、正極シート11の端部および負極シート12の端部は露出している。そして、正極端子4は、正極シート11の当該端部に電気的に接続されている。同様に、負極端子5は、負極シート12の当該端部に電気的に接続されている。
また、電池ケース2は上面が開口されている。そして、封口体3は、電池ケース2の開口部に嵌合している。換言すれば、電池ケース2と封口体3とは、二次電池100の筐体を形成する。なお、電池ケース2と封口体3とは、金属製である。
外部正極端子41は、ボルト411、連結部材412、カシメ部材413等を備えている。
連結部材412は、ボルト411が螺合する螺合孔部を備えている。
そして、ボルト411が当該螺合孔部に螺合することにより、ボルト411と連結部材412とが連結する。
また、連結部材412、封口体3、絶縁部材6は、カシメ孔部を備えている。そして、絶縁部材6、封口体3、連結部材412のカシメ孔部に、カシメ部材413をカシメることにより、絶縁部材6と封口体3と連結部材412とが互いに連結する。
これにより、外部正極端子41は、封口体3に絶縁部材6を介して連結される。
内部正極端子42は、捲回体1の正極シート11の露出した端部に電気的に接続されている。そして、内部正極端子42は、電極体1(捲回体1)から集電を行う集電端子として機能する。
外部負極端子51は、ボルト511、連結部材512、カシメ部材513等を備えている。
図1に示すように、負極端子5の構造は、正極端子4の構造と左右対称となっているため、その説明を省略する。
内部負極端子52は、捲回体1の負極シート12の露出した端部に電気的に接続されている。そして、内部負極端子52は、電極体1(捲回体1)から集電を行う集電端子として機能する。
図2は、本発明の第1の実施の形態に係る集電端子8を模式的に示す斜視図である。図2(a)は、集電端子8を電池ケース2内側から見た斜視図である。図2(b)は、集電端子8を封口体3側から見た斜視図である。
図3は、集電端子8を電池ケース2内側から見た平面図である。
図4は、集電端子8と封口体3との接続を説明する斜視図である。
図5は、集電端子8と封口体3との接続部分を説明する断面図である。
台座部81は、略矩形形状の板状に形成され、電流遮断機構7と対面する。また、台座部81は、絶縁部材6を介して封口体3に固定されている。
電流遮断機構7は、金属箔から形成されている。また、電流遮断機構7の縁部は、カシメ部材413、513と電気的に接続している。また、電流遮断機構7の中央部付近は、集電端子8の電流遮断機構接続部83と電気的に接続している。つまり、集電端子8は、電流遮断機構7を介して、外部正極端子41又は外部負極端子51と電気的に接続している。
そして、二次電池100の作動不良等によって、電池ケース2と封口体3とから形成される筐体内の圧力が上昇した場合に、当該圧力により電流遮断機構7が上側(封口体3側)に押し上げられ、電流遮断機構接続部83と電流遮断機構7との接続が切られるようになっている。これにより、集電端子8と外部正極端子41及び外部負極端子51とが絶縁されるようになっている。換言すれば、電流遮断機構7は、金属箔から形成されたダイアフラムである。
また、端子脚部82は台座部81と連続した一つの部材である。具体的には、端子脚部82の付け根は、台座部81からアールをもって屈曲した部分である。
なお、端子脚部82が台座部81延出する位置は、本実施の形態に限定されるものではない。
そして、端子脚部82は、捲回体1の正極シート11又は負極シート12の露出した端部に電気的に接続されている。
また、本実施の形態においては、切欠穴部84は、円弧状のスリットである。そして、当該円弧が電流遮断機構接続部83を取り囲むように、切欠穴部84は台座部81に形成されている。
また、切欠穴部84の幅(円弧の始点と終点との距離)は、端子脚部82の幅よりも大きい。
また、ビード85は、電流遮断機構接続部83と端子脚部82とを結ぶ直線と略平行に設けられている。換言すれば、ビード85は、端子脚部82が設けられていない対向する二辺に略平行に設けられている。
また、ビード85は、台座部81の電池ケース2内部側に盛り上がるように形成された直線形状の凸部となっている。また、台座部81の絶縁部材6側の面のビード85の部分は、凹部となっている。
また、当該貫通孔部の径は、台座部81の電池ケース2側から絶縁部材6側に向かうにつれて小さくなっている。また、絶縁部材6の当該保持部86に相当する部分は、当該保持部86に篏合可能な形状の凸部となっている。そして、絶縁部材6の当該凸部が保持部86に篏合されることにより、集電端子8が絶縁部材6に取り付けられる。
また、本実施の形態では、ビード85は、端子脚部82が設けられていない辺の端部となる角部に配置された保持部86の間に設置されている。ビード85は、電流遮断機構接続部83と端子脚部82とを結ぶ直線と略平行に設けられればよく、保持部86の間に設置されていなくても良い。
これにより、端子脚部82に電池ケース2内部側へ引っ張り荷重が加わった際に、切欠穴部84により、応力が電流遮断機構接続部83に伝播するのをより確実に防ぐことができる。
また、切欠穴部84の幅(円弧の始点と終点との距離)は、端子脚部82の幅よりも大きい。
これにより、端子脚部82に電池ケース2内部側へ引っ張り荷重が加わった際に、切欠穴部84により、応力が電流遮断機構接続部83に伝播するのをより効果的に防ぐことができる。
これにより、切欠穴部84により、当該応力が電流遮断機構接続部83に伝播するのをより確実に防ぐことができる。
また、当該切欠穴部84を直線形状のスリットとする場合に比べて、集電端子8の台座部81において電流の導通経路を短くすることができ、電気抵抗を小さくすることができる。
これにより、ビード85によって台座部81の強度が増し、端子脚部82に引っ張り荷重が加わった際に台座部81がたわむのを防ぐことができる。そのため、電流遮断機構接続部83に伝播する応力の発生を防ぐことができる。
これにより、端子脚部82に加わる引っ張り荷重を当該保持部86で均等に支持することができ、台座部81の変形を防ぐことができる。そのため、電流遮断機構接続部83に伝播する応力の発生を防ぐことができる。
また、ビード85は、端子脚部82が設けられていない辺の端部となる角部に配置された保持部86の間に設置されている。
これにより、端子脚部82に何らかの外力が加わった際に台座部81が変形するのを抑制することができる。
(実施例1)
図6は、本発明の実施例1にかかる集電端子8aを電池ケース2の内側から見た平面図である。
図6に示すように、実施例1にかかる集電端子8aは、図2〜図5に示す集電端子8と同じ形状である。よって、集電端子8aの各部には、集電端子8と同一の符号を付すとともに、その説明を省略する。
本発明の実施例1にかかる集電端子8aによれば、本発明の第1の実施の形態にかかる集電端子8と同様の効果が得られることは勿論である。
図7は、本発明の実施例2にかかる集電端子8bを電池ケース2の内側から見た平面図である。
図7に示すように、実施例2にかかる集電端子8bでは、切欠穴部84bの形状のみが、実施例1にかかる集電端子8aと異なる。よって、集電端子8bにおいて、集電端子8aと同一の構成には同一の符号を付すとともに、その説明を省略する。
なお、切欠穴部84bの幅(切欠穴部84bの始点と終点との距離)は、端子脚部82の幅よりも大きい。
図8は、本発明の実施例3にかかる集電端子8c及び集電端子8dを電池ケース2の内側から見た平面図である。図8(a)に、集電端子8cを示し、図8(b)に、集電端子8dを示す。
図8に示すように、実施例3にかかる集電端子8c及び集電端子8dは、ビード85を備えない点が、実施例1にかかる集電端子8a及び実施例2にかかる集電端子8bと異なる。具体的には、実施例3にかかる集電端子8cは、ビード85を備えない点のみが、実施例2にかかる集電端子8bと異なる。また、実施例3にかかる集電端子8dは、ビード85を備えない点のみが、実施例1にかかる集電端子8aと異なる。よって、同一の構成については同一の符号を付すとともにその説明を省略する。
台座部81に切欠穴部84、84bを設ける分、台座部81の剛性が低下する。よって、ビード85を設けた方が好ましい。
図9は、比較例1にかかる集電端子8eを電池ケース2の内側から見た平面図である。
図9に示すように、比較例1にかかる集電端子8eは、切欠穴部84を備えず、ビード85eが設けられている位置が、実施例1〜3にかかる集電端子8a、8b、8c、8dと異なる。よって同一の構成については同一の符号を付すとともに、その説明を省略する。
図10は、本発明の第2の実施の形態にかかる集電端子8fと封口体3との接続を説明する斜視図である。図10に示すように、第2の実施の形態にかかる集電端子8fは、ビード85を備えず、切欠穴部84f及び端子脚部82fの構成が、第1の実施の形態にかかる集電端子8と異なる。よって、同一の構成については、同一の符号を付すとともに、その説明を省略する。
また、端子脚部82fは台座部81と連続した一つの部材である。具体的には、端子脚部82fの付け根は、台座部81からアールをもって屈曲した部分である。
そして、端子脚部82fは、捲回体1の正極シート11又は負極シート12の露出した端部に電気的に接続されている。
また、本実施の形態においては、切欠穴部84fは、直線形状のスリットである。具体的には、台座部81の端子脚部82fが設けられた辺において、端子脚部82fよりも電流遮断機構接続部83側の位置から、端子脚部82fが設けられていない辺に略平行に、台座部81が切り欠かれることにより、切欠穴部84fが形成されている。なお、切欠穴部84fの幅(切欠穴部84fの始点と終点との距離)は、端子脚部82fの幅よりも大きい。
これにより、当該ビードによって台座部81の強度が増し、端子脚部82fの短手方向に働く外力(振動など)が加わった際に台座部81がたわむのを防ぐことができる。そのため、電流遮断機構接続部83に伝播する応力の発生を防ぐことができる。
1 捲回体(電極体)
11 正極端部
12 負極端部
2 電池ケース
3 封口体
4 正極端子
41 外部正極端子
411 ボルト
412 連結部材
413 カシメ部材
42 内部正極端子
5 負極端子
51 外部負極端子
511 ボルト
512 連結部材
513 カシメ部材
52 内部負極端子
6 絶縁部材
7 電流遮断機構
8、8a、8b、8c、8d、8e、8f 集電端子
81 台座部
82、82f 端子脚部
83 電流遮断機構接続部
84、84b、84f 切欠穴部
85、85e ビード
86 保持部
Claims (7)
- 板状に形成され、電流遮断機構と対面する台座部と、
前記台座部から、当該台座部の前記電流遮断機構側に対して反対側に突出するように延在する端子脚部と、
前記台座部に形成され、前記電流遮断機構と接続する電流遮断機構接続部と、
前記台座部において、対向して配置された前記電流遮断機構接続部と前記端子脚部の付け根との間に延在して設けられた切欠穴部と、
を備え、
前記切欠穴部は、前記端子脚部の前記付け根の中心と前記電流遮断機構接続部の中心とを結ぶ直線に対して線対称になっている二次電池の集電端子。 - 前記台座部の前記電流遮断機構接続部より外側に、前記電流遮断機構接続部の前記中心と前記端子脚部の前記付け根の前記中心とを結ぶ直線に対して平行なビードを備え、前記ビード間に前記切欠穴部を配置した請求項1に記載の集電端子。
- 前記切欠穴部は、円弧状のスリットであり、当該円弧が前記電流遮断機構接続部を取り囲むように形成されている請求項1又は2に記載の集電端子。
- 前記台座部は、N角形形状(Nは3以上の整数)に形成された板状部材であり、
前記台座部の角部に、前記集電端子を保持するための保持部を備える請求項1乃至3の何れか一項に記載の集電端子。 - 前記台座部は、矩形形状に形成された板状部材であり、
前記端子脚部は、前記台座部の対向する二辺の端部の一方から延出する板状部材であり、
前記切欠穴部は、直線形状のスリットであり、前記台座部の前記端子脚部が設けられた辺において、前記端子脚部よりも前記電流遮断機構接続部側の位置から、前記端子脚部が設けられていない辺に略平行に設けられている請求項1に記載の集電端子。 - 前記台座部の前記電流遮断機構接続部より前記端子脚部側に、前記端子脚部が設けられた辺に平行に設けられたビードを備える請求項5に記載の集電端子。
- 請求項1乃至6の何れか一項に記載の集電端子を備える二次電池。
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