JP5842776B2 - 蓄電装置 - Google Patents
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Description
この発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものであり、その目的は、電極の積層ずれによる電池出力の低下を抑制し得る蓄電装置を提供することにある。
以下、本発明を具体化した第1の実施形態を図1〜図6にしたがって説明する。
図1及び図2に示すように、蓄電装置としての二次電池10には、ケース11に電極組立体12が収容されている。ケース11は、有底四角筒状のケース本体13と、矩形平板状の蓋体14とからなる。蓋体14は、ケース本体13に電極組立体12を挿入する挿入口を閉塞する。ケース本体13と蓋体14は、何れも金属製(例えば、ステンレスやアルミニウム)である。また、ケース本体13の底壁から立設される各側壁の内面は平面である。また、本実施形態の二次電池10は、その外観が角型をなす角型電池である。また、本実施形態の二次電池10は、リチウムイオン電池である。
正極電極19及び負極電極20の各曲げ部30,31は、正極電極19及び負極電極20を積層する過程において、正極電極19と負極電極20の積層ずれを抑制する手段として機能する。すなわち、各曲げ部30,31は正極電極19及び負極電極20のそれぞれに、曲げ線L1,L2の延設方向が異なった状態で各四隅に設けられる。そして、正極電極19と負極電極20を積層した際には、正極電極19の曲げ部30と負極電極20の曲げ部31が積層方向において重なり合う。したがって、例えば、負極電極20に正極電極19を積層する場合、正極電極19は、その曲げ部30が負極電極20の曲げ部31に重なり合うことで、電極自体の縦横方向への移動が規制される。例えば、正極電極19が図4に示す横方向Y1に移動しようとした場合、正極電極19の曲げ部30は、当該曲げ部30に重なり合うとともに移動方向に位置する負極電極20の曲げ部31に引っ掛かる。また、例えば、正極電極19が図4に示す縦方向Y2に移動しようとした場合、正極電極19の曲げ部30は、当該曲げ部30に重なり合うとともに移動方向に位置する負極電極20の曲げ部31に引っ掛かる。これにより、正極電極19は、曲げ部30,31同士の重なりにより、横方向Y1及び縦方向Y2への移動が規制される。
(1)正極電極19と負極電極20に設けた曲げ部30,31同士が積層方向で重なることによって、電極組立体12をケース11に収容した際に正極電極19と負極電極20の積層ずれを抑制し得る。つまり、一方の電極が他方の電極に対して移動しようとしても、曲げ部30,31同士が重なっていることで、その移動を規制し得る。したがって、電極の積層ずれによる電池出力の低下を抑制できる。
(4)正極電極19に設けた曲げ部30の曲げ線L1の延設方向を異ならせるとともに、負極電極20に設けた曲げ部31の曲げ線L2の延設方向を異ならせていることで、電極の縦横方向への移動を規制することができる。
以下、第2の実施形態を、図7及び図8にしたがって説明する。なお、以下に説明する実施形態において、既に説明した実施形態と同一構成については同一符号を付すなどして、その重複する説明を省略又は簡略する。
図8に示すように、正極電極19と負極電極20を積層した際には、正極電極19の曲げ部35と負極電極20の曲げ部36が積層方向において重なり合う。したがって、例えば、負極電極20に正極電極19を積層する場合、正極電極19は、その曲げ部35が負極電極20の曲げ部36に重なり合うことで、電極自体の横方向への移動が規制される。例えば、正極電極19が横方向Y1に移動しようとした場合、正極電極19の曲げ部35は、当該曲げ部35に重なり合う負極電極20の曲げ部36に引っ掛かる。これにより、正極電極19は、曲げ部35,36同士の重なりにより、横方向Y1への移動が規制される。
以下、第3の実施形態を、図9及び図10にしたがって説明する。
図9及び図10に示すように、本実施形態の正極電極19には、正極電極19と負極電極20の積層方向において相反する方向(図中の曲げ方向X1と曲げ方向X2)に曲げられる2つの曲げ部37,38が設けられている。この曲げ部37,38によって正極電極19の面上には、折り目となる曲げ線L3,L4が位置する。また、曲げ部37,38は、正極電極19の面上において曲げ部37,38同士が重ならないように設けられている。本実施形態では、曲げ部37が積層方向の一方に曲げられる第1曲げ部となり、曲げ部38が積層方向の他方に曲げられる第2曲げ部となる。
図10に示すように、正極電極19と負極電極20を積層した際には、正極電極19の曲げ部37,38と負極電極20の曲げ部39,40が積層方向においてそれぞれ重なり合う。したがって、例えば、負極電極20に正極電極19を積層する場合、正極電極19は、その曲げ部37,38が負極電極20の曲げ部39,40にそれぞれ重なり合うことで、電極自体の縦横方向への移動が規制される。例えば、正極電極19が横方向Y1に移動しようとした場合、正極電極19の曲げ部37は、当該曲げ部37に重なり合う負極電極20の曲げ部39に引っ掛かる一方、正極電極19の曲げ部38は、当該曲げ部38に重なり合う負極電極20の曲げ部40に引っ掛かる。また、例えば、正極電極19が縦方向Y2に移動しようとした場合、正極電極19の曲げ部37は、当該曲げ部37に重なり合う負極電極20の曲げ部39に引っ掛かる一方、正極電極19の曲げ部38は、当該曲げ部38に重なり合う負極電極20の曲げ部40に引っ掛かる。これにより、正極電極19は、曲げ部37,38と負極電極20の曲げ部39,40との重なりにより、横方向Y1及び縦方向Y2への移動が規制される。
○ 図11に示すように、正極電極19と負極電極20の大きさが異なる場合は、次に説明するように正極電極19と負極電極20のそれぞれに曲げ部30,31を設ける。つまり、正極電極19と負極電極20を積層した時に、負極電極20の曲げ部31の折り目となる曲げ線L2と正極電極19の曲げ部30の折り目となる曲げ線L1とが積層方向で重なるように曲げ部30,31を設ける。この場合は、図11に示すように、正極電極19の曲げ部30の面積と負極電極20の曲げ部31の面積は異なる。
○ 各曲げ部30,31,35〜40は、電極の打ち抜き後、別工程で設けても良い。
○ 二次電池10は、車両として自動車に搭載しても良いし、産業用車両に搭載しても良い。また、定置用の蓄電装置に適用しても良い。
○ 二次電池10は、リチウムイオン二次電池に限らず、他の二次電池であっても良い。要は、正極活物質層と負極活物質層との間をイオンが移動するとともに電荷の授受を行うものであれば良い。
○ 第2の実施形態において、電極の面の一部を波型に成形し、その一部に曲げ部35,36を設けても良い。また、曲げ部35,36は、縦方向Y2に並設させても良い。また、横方向Y1に並設される曲げ部35,36と、縦方向Y2に並設される曲げ部35,36を混在させても良い。こうすることで、電極の縦横方向への移動を規制することができる。
Claims (6)
- 正極電極と負極電極との間にセパレータを介在させてこれらを積層した電極組立体と、前記電極組立体を収容するケースと、を備えた蓄電装置において、
前記正極電極と前記負極電極は、それぞれの面上で前記電極組立体の積層方向に曲げられた曲げ部を有し、
前記電極組立体には、前記曲げ部同士が前記電極組立体の積層方向で重なった曲げ積層部を有し、
前記曲げ部のそれぞれは、前記電極組立体を前記ケースに収容した拘束状態において、前記電極組立体を前記ケース外に出した解放状態に比して曲率又は曲げ角度が小さくなることを特徴とする蓄電装置。 - 前記電極組立体は、前記曲げ積層部を複数有し、前記曲げ積層部同士が重ならない請求項1に記載の蓄電装置。
- 一の前記曲げ積層部を構成する前記曲げ部の延設方向と、他の前記曲げ積層部を構成する前記曲げ部との延設方向とが異なっている請求項2に記載の蓄電装置。
- 前記曲げ部は、前記正極電極、及び前記負極電極における隣り合う2辺を通り、かつ少なくとも4つ有する請求項3に記載の蓄電装置。
- 前記曲げ部は、前記積層方向の一方に曲げられる第1曲げ部と前記積層方向の他方に曲げられる第2曲げ部とを含み、
前記曲げ積層部は、前記第1曲げ部同士により構成された第1曲げ積層部と、前記第2曲げ部同士により構成された第2曲げ積層部とを含む請求項2又は請求項3に記載の蓄電装置。 - 前記蓄電装置は、二次電池である請求項1〜請求項5のうち何れか一項に記載の蓄電装置。
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