JP5870940B2 - Secondary battery and external terminals of secondary battery - Google Patents
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Description
本発明は,二次電池および二次電池の外部端子に関する。詳しくは,二次電池の外部端子におけるバスバーとの締結箇所の構造に関する。 The present invention relates to a secondary battery and an external terminal of the secondary battery. Specifically, the present invention relates to the structure of the fastening portion with the bus bar in the external terminal of the secondary battery.
近年,リチウムイオン二次電池などの二次電池は,携帯電話やパーソナルコンピュータ等の電子機器,ハイブリッド自動車や電気自動車等の車両等,多岐にわたる分野で利用されている。特にリチウムイオン二次電池は,エネルギー密度が高いため,各種の機器に搭載する上で好適である。 In recent years, secondary batteries such as lithium ion secondary batteries have been used in various fields such as electronic devices such as mobile phones and personal computers, vehicles such as hybrid cars and electric cars. In particular, a lithium ion secondary battery has a high energy density and is suitable for mounting in various devices.
このような二次電池として,下記特許文献1には,電極体と,電極体を収容する電池ケースと,電池ケースを貫通する電極体接続端子(文献1の端子71),及び,電池ケースの外部に位置し,電極体接続端子に接続する外部端子(文献1の金属端子41)を有する電極端子部材と,締結部材(文献1のボルト31)とを備える二次電池が開示されている。この二次電池の外部端子は,固定部(文献1の固定片41a),連結部(文献1の接続片41b)及び外部接続部(文献1の端子片41c)からなるZ字状(クランク状)をなしており,このうちの固定部には電極体接続端子が,外部接続部には締結部材の雄ネジ部がそれぞれ挿通されている。 As such a secondary battery, the following Patent Document 1 discloses an electrode body, a battery case that houses the electrode body, an electrode body connection terminal (terminal 71 of Document 1) that penetrates the battery case, and a battery case. A secondary battery is disclosed that includes an electrode terminal member that has an external terminal (metal terminal 41 of Document 1) that is located outside and is connected to an electrode body connection terminal, and a fastening member (bolt 31 of Document 1). The external terminal of the secondary battery has a Z-shape (crank shape) composed of a fixed portion (fixed piece 41a of Reference 1), a connecting portion (connection piece 41b of Reference 1) and an external connection portion (Terminal piece 41c of Reference 1). The electrode body connection terminal is inserted into the fixed portion, and the male thread portion of the fastening member is inserted into the external connection portion.
そして,正極側では,電極体接続端子を用いて,この電極体接続端子のうち電池ケース外に位置する部位のかしめ変形により,電極体接続端子と外部端子とを機械的に結合し,電池ケースに外部端子を固定している。一方,負極側では,電極体接続端子を用いて,この電極体接続端子のうち電池ケース外に位置する部位のかしめ変形により,電極体接続端子と外部端子とを機械的に結合し,電池ケースに外部端子を固定している。 On the positive electrode side, the electrode body connection terminal is used to mechanically couple the electrode body connection terminal and the external terminal by caulking deformation of a portion of the electrode body connection terminal located outside the battery case, so that the battery case The external terminal is fixed to. On the other hand, on the negative electrode side, the electrode body connection terminal is used to mechanically couple the electrode body connection terminal and the external terminal by caulking deformation of the electrode body connection terminal located outside the battery case. The external terminal is fixed to.
そして,このような二次電池を複数用いて組電池にする場合,一つの二次電池の正極側の外部端子(正極外部端子)と,他の二次電池の負極側の外部端子(負極外部端子)との間に,バスバーを介在させることにより,これらを接続する。具体的には,雄ネジ部(軸部)を有する締結部材(ボルト)及びナットで,正極側の外部端子(正極外部端子)とバスバー,あるいはバスバーと負極側の外部端子(負極外部端子)とを締結する。 When a plurality of such secondary batteries are used to make an assembled battery, the external terminal on the positive side of one secondary battery (positive external terminal) and the external terminal on the negative side of another secondary battery (external negative electrode) These are connected by interposing a bus bar between them. Specifically, a fastening member (bolt) and a nut having a male screw part (shaft part), a positive external terminal (positive external terminal) and a bus bar, or a bus bar and a negative external terminal (negative external terminal) Conclude.
しかしながら,上記特許文献1に記載の技術には次の点で改善の余地があった。すなわち,図12に示すように,外部端子210とバスバー220とを雄ネジ部(軸部)231を有する締結部材(ボルト)230及びナット240を用いて締結する場合,ボルト230を高トルクで締め付けると,ボルト230の頭部232が外部端子210に減り込んで,外部端子210におけるボルト230の頭部232側の表面に,窪み250が形成されてしまうことがあった。外部端子210にこのような窪み250が形成されることを,外部端子210の締結座面の座屈ともいう。
However, the technique described in Patent Document 1 has room for improvement in the following points. That is, as shown in FIG. 12, when the
なお,外部端子とバスバーとの締結が緩いと,電気抵抗が高くなってしまう。そのため,外部端子とバスバーとをボルト及びナットを用いて締結する際には,高トルク(例えば10N程度のトルク)でボルトの締め付けがなされる。 Note that if the external terminal and the bus bar are loosely connected, the electrical resistance increases. Therefore, when the external terminal and the bus bar are fastened using bolts and nuts, the bolts are fastened with a high torque (for example, a torque of about 10 N).
ところで,このような締結がなされている組電池において,組電池を構成している一つの電池に不具合が生じた場合には,不具合の生じた電池のみを交換する場合がある。その場合には,ボルトとナットの締結を解除するとともに,ボルトからバスバーを外して,電池を交換する。ボルトとナットの締結の解除は,不具合が生じた電池と,その電池と隣り合う電池について行われる。その後,交換した電池と,その電池と隣り合う電池とを,バスバーを介して再び締結する。 By the way, in the assembled battery in which such a fastening is performed, when a malfunction occurs in one battery constituting the assembled battery, only the malfunctioning battery may be replaced. In that case, unfasten the bolt and nut, remove the bus bar from the bolt, and replace the battery. The fastening of the bolt and nut is released for the battery in which the failure has occurred and the battery adjacent to the battery. Thereafter, the replaced battery and the battery adjacent to the battery are fastened again via the bus bar.
ここで,上記したように,外部端子には,初回の締結時に窪みが形成されることがある。従って,再締結の際に,ボルトの頭部が,この窪みにぴったりと嵌まらないことがある。すなわち,図12に示すように,ボルト230が前回の締結位置からずれて,ボルト230の頭部232が窪み250にはまらないことがある。さらに言い換えれば,頭部232の片側(図12中右側)だけが,外部端子210における窪み250の外周部分211に当たった状態(頭部232の片側が窪み250の外周部分232に乗り上げた状態)となることがある。なお本明細書では,この状態を,片当たりといい,片当たりになることを,片当たりするという。
Here, as described above, a recess may be formed in the external terminal during the initial fastening. Therefore, the bolt head may not fit snugly in this recess when refastened. That is, as shown in FIG. 12, the
このような片当たりの状態で,ボルトを締め付けてしまうと,ボルトの頭部が外部端子に対して十分な面積で面当たりすることができない。そのため,外部端子とバスバーとを十分にきつく締結することができず,締結不良となる。 If the bolt is tightened in such a contact state, the head of the bolt cannot contact the external terminal with a sufficient area. For this reason, the external terminal and the bus bar cannot be fastened sufficiently, resulting in poor fastening.
なおこのような片当たりの状態を防ぐ方法として,ボルトの頭部側にワッシャを入れることが考えられる。しかし,外部端子は,電極体接続端子のかしめ変形によって電池ケースに対して固定されているため,外部端子からボルトの軸部を抜くことができない。そのため,再締結時にボルトに新たなワッシャを嵌めることができない。従って,ワッシャを用いることなく,ボルトの片当たりを防ぐ技術が期待されていた。このような片当たりを防ぐことができないと,バスバーの再締結を前提とした電池では,高トルクでの締め付けを控える必要が生じてしまうため,外部端子とバスバーとの締結の信頼性が落ちてしまう。若しくは,再締結しないことを前提として高トルクで締め付けを行う代わりに,組電池を構成する各電池単位での電池交換を諦めるしかなくなってしまう。 As a method of preventing such a contact state, it is conceivable to insert a washer on the bolt head side. However, since the external terminal is fixed to the battery case by caulking deformation of the electrode body connecting terminal, the bolt shaft cannot be removed from the external terminal. Therefore, a new washer cannot be fitted to the bolt when re-fastened. Therefore, a technique for preventing the bolt from hitting one piece without using a washer was expected. If it is not possible to prevent such contact, a battery that assumes re-fastening of the bus bar will have to refrain from tightening with high torque, which reduces the reliability of fastening between the external terminal and the bus bar. End up. Alternatively, instead of tightening with high torque on the premise that re-fastening is not performed, it is necessary to give up battery replacement for each battery unit constituting the assembled battery.
本発明は上記事情に鑑みてなされたものである。すなわちその課題とするところは,再締結する場合であっても片当たりすることなくバスバーと外部端子とを良好に締結することが可能な二次電池および二次電池の外部端子を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances. That is, the problem is to provide a secondary battery and an external terminal of the secondary battery that can satisfactorily fasten the bus bar and the external terminal without causing a single contact even when refastened. Objective.
この課題の解決を目的としてなされた本発明の二次電池は,バスバーにより他の二次電池と接続されて組電池を構成する二次電池であって,電極体と,電極体を収容している電池ケースと,電池ケース内で電極体の正極又は負極に接続している電極体接続端子,及び,電池ケース外に配置されているとともに電極体接続端子と電気的に導通している外部端子,を含む電極端子部材と,外部端子に形成された貫通孔とバスバーに形成された貫通孔とに挿通される軸部,及び,軸部より大径の頭部を含み,軸部に取り付けられる係合部材と頭部との間に,バスバー及び外部端子を挟み込んで締め付けられることにより,バスバーと外部端子とを締結する締結部材と,を備える。外部端子は,その貫通孔の周縁部における頭部側に,頭部と接触する着座部を備え,着座部は,当該着座部を囲む周囲部よりも頭部に向かって突出しており,着座部における頭部との接触面の外周縁は,頭部の外周縁の内側に位置しており,頭部は,外部端子に対して着座部の接触面のみで接している。 The secondary battery of the present invention, which has been made for the purpose of solving this problem, is a secondary battery that is connected to another secondary battery by a bus bar and constitutes an assembled battery, and contains an electrode body and an electrode body. Battery case, electrode body connection terminal connected to the positive electrode or negative electrode of the electrode body in the battery case, and external terminal arranged outside the battery case and electrically connected to the electrode body connection terminal , Including a shaft portion inserted through a through hole formed in the external terminal and a through hole formed in the bus bar, and a head having a diameter larger than that of the shaft portion, and is attached to the shaft portion A fastening member that fastens the bus bar and the external terminal by clamping the bus bar and the external terminal between the engaging member and the head. The external terminal is provided with a seating portion in contact with the head on the head side at the periphery of the through-hole, and the seating portion protrudes toward the head from the surrounding portion surrounding the seating portion. The outer peripheral edge of the contact surface with the head is located inside the outer peripheral edge of the head, and the head is in contact with the external terminal only by the contact surface of the seating portion.
本発明の二次電池では,外部端子は,締結部材の頭部に向かって突出した着座部を備えており,着座部における頭部との接触面の外周縁は,頭部の外周縁よりも,内側に位置している。さらに,締結部材の頭部は,外部端子の接触面以外の箇所において外部端子と接していない。そのため,締結部材を締め付けた際に,締結部材の軸力によって頭部が外部端子に対して与える面圧は,着座部の接触面のみで均一に受け止められることとなる。よって,外部端子の接触面が頭部に押されて着座部が一様に圧縮されることはあっても,外部端子に対して頭部が減り込むことはない。すなわち,外部端子に,頭部の外周縁に沿う形の窪みが形成されることはない。従って,再締結時に上記のような不具合(すなわち,初回締結時と異なる締結位置に締結部材がずれることにより頭部が外部端子に対して片当たりする不具合)の発生を防ぐことができる。すなわち,再締結時であっても,締結部材の頭部と外部端子とを,十分な面積で面当たりさせることができるため,良好な締結を行うことができる。従って,バスバーと外部端子との再締結を前提として締結を行う場合であっても,外部端子の変形(窪みの形成)を気にすることなく,高トルクで締め付けることができる。 In the secondary battery of the present invention, the external terminal includes a seating portion protruding toward the head of the fastening member, and the outer peripheral edge of the contact surface with the head in the seating portion is more than the outer peripheral edge of the head. , Located inside. Furthermore, the head of the fastening member is not in contact with the external terminal at a place other than the contact surface of the external terminal. Therefore, when the fastening member is tightened, the surface pressure applied to the external terminal by the head due to the axial force of the fastening member is uniformly received only by the contact surface of the seating portion. Therefore, even if the contact surface of the external terminal is pushed by the head and the seating portion is uniformly compressed, the head does not decrease relative to the external terminal. That is, the external terminal is not formed with a recess along the outer periphery of the head. Therefore, it is possible to prevent the occurrence of the above-described troubles at the time of re-fastening (that is, the trouble that the head comes into contact with the external terminal when the fastening member is shifted to a fastening position different from that at the first fastening time). That is, even during re-fastening, the head of the fastening member and the external terminal can be brought into contact with each other with a sufficient area, so that good fastening can be performed. Therefore, even when the fastening is performed on the premise that the bus bar and the external terminal are re-fastened, the bus bar can be fastened with high torque without worrying about deformation of the external terminal (formation of the depression).
ここで本発明の二次電池では,外部端子は,その貫通孔の周縁部であって着座部の内側に,着座部の接触面よりも板厚方向に沿って凹んだ底面を有する環状の頭部側凹部を備えていること望ましい。
締結部材を製造する際の加工精度等の事情によっては,締結部材の頭部における軸部の付け根部分が,軸部の立設方向に向かって多少突出していることもあり得る。その場合,締結部材を締め付けた際に,軸部の付け根部分の突出部が,外部端子に減り込む恐れがある。そこで,上記のように構成すれば,このような事態の発生を防ぐことができる。
Here, in the secondary battery of the present invention, the external terminal is an annular head having a bottom surface that is recessed along the plate thickness direction from the contact surface of the seating portion on the inner periphery of the seating portion at the periphery of the through hole. It is desirable to have a part-side recess.
Depending on circumstances such as processing accuracy at the time of manufacturing the fastening member, the base portion of the shaft portion in the head portion of the fastening member may slightly protrude in the standing direction of the shaft portion. In that case, when the fastening member is tightened, the protruding portion of the base portion of the shaft portion may be reduced to the external terminal. Therefore, if configured as described above, such a situation can be prevented.
また本発明の二次電池では,外部端子は,その貫通孔の周縁部におけるバスバーを配する側に,バスバーと接触する接触部を備え,接触部は,当該接触部を囲む周囲部よりもバスバーに向かって突出しており,接触部におけるバスバーとの接触面の外周縁は,バスバーの外縁の内側に位置し,外部端子は,バスバーに対して接触部の接触面のみで接するものであることが望ましい。
このように構成すれば,締結部材を締め付けた際に,締結部材の軸力によってバスバーが外部端子に対して与える面圧は,接触部の接触面(接触部側接触面)のみで均一に受け止められることとなる。よって,外部端子の接触面(接触部側接触面)がバスバーに押されて接触部が一様に圧縮されることはあっても,外部端子に対してバスバーが減り込むことはない。すなわち,外部端子に,バスバーの外縁に沿う形の窪みが形成されることはない。従って,再締結時に,初回締結時と異なる位置にバスバーがずれることによりバスバーが外部端子に対して乗り上げてしまう不具合の発生を防ぐことができる。すなわち,再締結時であっても,バスバーと外部端子とを,十分な面積で面当たりさせることができるため,良好な締結を行うことができる。従って,バスバーと外部端子との再締結を前提として締結を行う場合であっても,バスバーの押込みによる外部端子の変形を気にすることなく,高トルクで締め付けることができる。
Further, in the secondary battery of the present invention, the external terminal includes a contact portion that contacts the bus bar on the side where the bus bar is arranged at the peripheral portion of the through hole, and the contact portion is more busbar than the surrounding portion surrounding the contact portion. The outer peripheral edge of the contact surface with the bus bar at the contact portion is located inside the outer edge of the bus bar, and the external terminal is in contact with the bus bar only at the contact surface of the contact portion. desirable.
With this configuration, when the fastening member is tightened, the surface pressure applied to the external terminal by the bus bar due to the axial force of the fastening member is uniformly received only by the contact surface of the contact portion (contact portion side contact surface). Will be. Therefore, even if the contact surface of the external terminal (contact surface on the contact portion side) is pushed by the bus bar and the contact portion is uniformly compressed, the bus bar does not decrease with respect to the external terminal. That is, the external terminal is not formed with a recess along the outer edge of the bus bar. Therefore, it is possible to prevent the occurrence of a problem that the bus bar rides on the external terminal when the bus bar is shifted to a position different from that at the time of the initial fastening at the time of re-fastening. That is, even at the time of re-fastening, the bus bar and the external terminal can be brought into contact with each other with a sufficient area, so that good fastening can be performed. Therefore, even when the fastening is performed on the premise that the bus bar and the external terminal are re-fastened, the fastening can be performed with high torque without worrying about the deformation of the external terminal due to the pushing of the bus bar.
また本発明の二次電池では,外部端子は,その貫通孔の周縁部であって接触部の内側に,接触部の接触面よりも板厚方向に沿って凹んだ底面を有する環状のバスバー側凹部を備えていることが望ましい。
バスバーによっては,締結部材の軸部を挿通するための貫通孔の周縁が,バーリング加工されるなどして,外部端子に向かって筒状に立ち上がっていることもあり得る。その場合,締結部材を締め付けた際に,貫通孔周縁の筒状部が,外部端子に減り込む恐れがある。そこで,上記のように構成すれば,このような事態の発生を防ぐことができる。
In the secondary battery of the present invention, the external terminal is on the annular bus bar side having a bottom surface that is recessed along the plate thickness direction from the contact surface of the contact portion inside the contact portion at the periphery of the through hole. It is desirable to have a recess.
Depending on the bus bar, the peripheral edge of the through hole for inserting the shaft portion of the fastening member may be raised in a cylindrical shape toward the external terminal, for example, by burring. In this case, when the fastening member is tightened, the cylindrical portion around the through hole may be reduced to the external terminal. Therefore, if configured as described above, such a situation can be prevented.
また本発明の二次電池では,外部端子は,電極体接続端子に接続されている第1端子部と,バスバーに接続される第2端子部と,を備え,着座部は,第2端子部に設けられており,着座部の接触面は,第2端子部における着座部を除く頭部側の表面よりも,頭部側に突出している構成とすることができる。
このように構成すれば,締結部材の頭部に向かって突出した着座部を設けるにあたって,外部端子の板厚を薄くしなくてすむため,導通抵抗を増加させず,且つ,剛性を維持することができる。
In the secondary battery of the present invention, the external terminal includes a first terminal portion connected to the electrode body connection terminal and a second terminal portion connected to the bus bar, and the seating portion includes the second terminal portion. The contact surface of the seating portion can be configured to protrude to the head side from the surface of the second terminal portion on the head side excluding the seating portion.
With this configuration, when providing the seating portion that protrudes toward the head of the fastening member, it is not necessary to reduce the thickness of the external terminal, so that the conduction resistance is not increased and the rigidity is maintained. Can do.
また本発明の二次電池では,外部端子における頭部側には,着座部を囲む周囲部として,環状の頭部側溝部が設けられており,頭部の外周縁は,頭部側溝部の内周縁の外側に位置するとともに,頭部側溝部の外周縁の内側に位置している構成としてもよい。
このように構成すれば,締結部材の頭部に向かって突出した着座部を,上述した構成で設けるよりも,簡単な加工で設けることができる。
In the secondary battery of the present invention, an annular head-side groove is provided on the head side of the external terminal as a peripheral portion surrounding the seating portion. It is good also as a structure located inside the outer periphery of a head side groove part while being located in the outer side of an inner periphery.
If comprised in this way, the seating part which protruded toward the head of a fastening member can be provided by simple process rather than providing with the structure mentioned above.
また本発明の二次電池では,外部端子は,電極体接続端子に接続されている第1端子部と,バスバーに接続される第2端子部と,を備え,接触部は,第2端子部に設けられており,接触部の接触面は,第2端子部における接触部を除くバスバー側の表面よりも,バスバー側に突出している構成とすることができる。
このように構成すれば,バスバーに向かって突出した接触部を設けるにあたって,外部端子の板厚を薄くしなくてすむため,導通抵抗を増加させず,且つ,剛性を維持することができる。
In the secondary battery of the present invention, the external terminal includes a first terminal portion connected to the electrode body connection terminal and a second terminal portion connected to the bus bar, and the contact portion includes the second terminal portion. The contact surface of the contact portion may be configured to protrude to the bus bar side from the surface of the second terminal portion excluding the contact portion on the bus bar side.
If comprised in this way, when providing the contact part which protrudes toward the bus-bar, since it is not necessary to make the board | plate thickness of an external terminal thin, a conduction | electrical_connection resistance is not increased and rigidity can be maintained.
また本発明の二次電池では,外部端子におけるバスバー側には,接触部を囲む周囲部として,環状のバスバー側溝部が設けられており,バスバー側溝部は,その内径がバスバーの幅寸法より小さく,その外径がバスバーの幅寸法より大きいものである構成としてもよい。
このように構成すれば,バスバーに向かって突出した接触部を,上述した構成で設けるよりも,簡単な加工で設けることができる。
Further, in the secondary battery of the present invention, an annular bus bar side groove is provided on the bus bar side of the external terminal as a peripheral portion surrounding the contact portion, and the inner diameter of the bus bar side groove is smaller than the width of the bus bar. The outer diameter may be larger than the width of the bus bar.
If comprised in this way, the contact part which protruded toward the bus-bar can be provided by simple process rather than providing with the structure mentioned above.
また本発明の二次電池では,接触部の接触面の外周縁は,係合部材の外周縁よりも内側に位置することが望ましい。
このように構成すれば,締結部材を締め付けた際に,締結部材の軸力によってバスバーを介して係合部材が外部端子に対して与える面圧は,接触部の接触面(接触部側接触面)のみで均一に受け止められるため,外部端子に,ナットの外周縁に沿う形の窪みが形成されるのを防ぐことができる。
Moreover, in the secondary battery of this invention, it is desirable that the outer periphery of the contact surface of a contact part is located inside the outer periphery of an engaging member.
With this configuration, when the fastening member is tightened, the contact pressure applied to the external terminal by the engagement member via the bus bar by the axial force of the fastening member is the contact surface of the contact portion (contact portion side contact surface). ) Can be received evenly, so that it is possible to prevent the external terminal from forming a recess along the outer periphery of the nut.
また本発明は,締結部材の締め付けに伴ってバスバーに対して押し付けられて固定される二次電池の外部端子であって,締結部材の軸部が挿通される貫通孔と,貫通孔の周縁部に設けられ,締結部材の頭部が接触する着座部と,を備え,着座部は,当該着座部の周囲部よりも頭部へ向かって突出しており,頭部に対する接触面の外周縁が,着座部に接触する頭部の外周縁の内側に位置するものであり,着座部以外の箇所で頭部と接しないものであることを特徴とする二次電池の外部端子にも及ぶ。 The present invention also provides an external terminal of a secondary battery that is fixed by being pressed against the bus bar as the fastening member is tightened, and includes a through hole through which the shaft portion of the fastening member is inserted, and a peripheral portion of the through hole. And a seating portion that contacts the head of the fastening member, and the seating portion protrudes toward the head from the periphery of the seating portion, and the outer peripheral edge of the contact surface with respect to the head is It is located inside the outer peripheral edge of the head portion that contacts the seating portion, and extends to the external terminal of the secondary battery, which is not in contact with the head portion except at the seating portion.
本発明によれば,再締結する場合であっても片当たりすることなくバスバーと外部端子とを良好に締結することができる。 According to the present invention, it is possible to satisfactorily fasten the bus bar and the external terminal without causing a single contact even when refastening.
(第1実施形態)
以下,本発明の二次電池を具体化した実施形態について,添付図面を参照しつつ詳細に説明する。図1は,本形態の二次電池100(以下単に「電池100」ともいう)を複数つないで構成した組電池1を示す図である。図2は,本形態の二次電池100を示す断面図である。図1に示す組電池1は,ハイブリッドカーや電気自動車等の車両に動力源の一部又は全部として搭載されるものである。またこの組電池1は,車両以外の電池使用機器に搭載することも可能である。なお,本明細書において,特に断りのない限りは,上下左右は,図2を基準にいうものとし,また,図2中紙面手前側を前方,紙面奥側を後方というものとする。
(First embodiment)
Hereinafter, embodiments of the secondary battery of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a diagram showing an assembled battery 1 configured by connecting a plurality of secondary batteries 100 (hereinafter also simply referred to as “
図1に示すように,組電池1は,50個の電池100,100と,これら電池100同士の間を直列に接続するバスバー2,2と,電池100と交互に積層された板状部材3と,これら電池100及び板状部材3とを挟んで,積層方向DL両端側にそれぞれ配置された2つのエンドプレート(第1エンドプレート4,第2エンドプレート5)とを有する。また,組電池1は,電池100の正極ボルト139(後述)あるいは負極ボルト149(後述)と共にバスバー2と正極外部端子137(後述)あるいは負極外部端子147(後述)とを締結するナット(係合部材に相当)9を有する。なお,この組電池1は,積層方向DLに1列に列置された複数の電池100,100を組電池ケース6内に収容している。
As shown in FIG. 1, the assembled battery 1 includes 50
このうち,金属製で矩形板状の第1エンドプレート4及び第2エンドプレート5は,複数の電池100,100の積層方向DLの両端側に配置され,各電池100,100を押圧して,これらの積層方向DLの寸法変化を抑制している。また,絶縁樹脂からなる板状部材3は,電池100に当接する表面に,電池100の長手方向に沿って延びる矩形帯状の凹部3Gを複数備えている。この凹部3Gにより,電池100と板状部材3との間には空気を流通可能な矩形状の間隙が複数形成されており,この間隙に冷却風を供給することで,電池100を冷却することが可能となっている。
Among them, the
また,純銅(C1100)からなる平板状のバスバー2は,その両端側にそれぞれ貫通孔2H(図4参照)を有する。これらの貫通孔2Hは,電池100同士を接続する際に,電池100の正極ボルト139(後述),又は,負極ボルト149(後述)を挿通するためのものである。なお,本形態の組電池1は,複数の電池100,100を直列に接続する形態であり,1つのバスバー2の一方の貫通孔2Hには正極ボルト139が,他方の貫通孔2Hには負極ボルト149がそれぞれ挿通されている(図1参照)。
Further, the
組電池1を構成する電池100は,図2に示すように,電極体150と,この電極体150を収容する電池ケース110とを備えるリチウムイオン二次電池である。この電池100は,電池ケース110内で電極体150の正極板151に接続するとともに,電池ケース110を貫通して外部に延出する正極延出部材(正極側の電極体接続端子)130と,電池ケース110外に配置された正極外部端子137とを備える。正極延出部材130と,正極外部端子137とは,正極端子部材(電極端子部材に相当)30を構成する。
As shown in FIG. 2, the
また電池100は,電池ケース110内で電極体150の負極板156に接続するとともに,電池ケース110を貫通して外部に延出する負極延出部材(負極側の電極体接続端子)140と,電池ケース110外に配置された負極外部端子147とを備える。負極延出部材140と,負極外部端子147とは,負極端子部材(電極端子部材に相当)40を構成する。
In addition, the
さらに電池100は,電池ケース110の外部に位置し,正極外部端子137に電気的に接続(接続可能と)されている正極ボルト(締結部材に相当,正極締付部材ともいう)139と,負極外部端子147に電気的に接続(接続可能と)されている負極ボルト(締結部材に相当,負極締付部材ともいう)149とを備える。また電池100は,正極延出部材130あるいは負極延出部材140と電池ケース110との間に介在する第1絶縁部材170と,電池ケース110上に配置された第2絶縁部材180とを備える。
The
電池ケース110は,開口111dを有する矩形箱状のケース本体111と,このケース本体111の開口111dを閉塞する板状の蓋部材113とからなる。なお,これらケース本体111と蓋部材113とは,溶接により一体とされている。
The
蓋部材113は,矩形板状をなし,その長手方向(図2中,左右方向)の両端部には,この蓋部材113を貫通する円形状の貫通孔113h,113kが形成されている。また,蓋部材113の長手方向の中央部には,安全弁113jが設けられている。この安全弁113jは,蓋部材113と一体的に形成されて,蓋部材113の一部をなしている。
The
また,蓋部材113の安全弁113jと貫通孔113kとの間には,電解液(図示しない)を電池ケース110内に注入するための注液口113nが形成されている。注液口113nは,注液栓113mにより封止されている。
A
電極体150は,いずれも帯状の正極板151と負極板156との間にセパレータ159を介して扁平形状に捲回した扁平型の捲回電極体である。このうち正極板151は,純アルミニウムからなる帯状の正極箔152と,この正極箔152の表面の一部に配置された正極活物質層(図示しない)とを有している。一方,負極板156は,純銅からなる帯状の負極箔157と,この負極箔157の表面の一部に配置された負極活物質層(図示しない)とを有している。
The
また,絶縁樹脂からなる第1絶縁部材170は,正極延出部材130と電池ケース110(蓋部材113),あるいは,負極延出部材140と電池ケース110(蓋部材113)とを電気的に絶縁する。なお,この第1絶縁部材170は,正極延出部材130の台座部131の上面131f(後述),又は,負極延出部材140の台座部141の上面141f(後述)と,電池ケース110(蓋部材113)との間に,自身の厚み方向(図2中,上下方向)に弾性的に圧縮されて配置されている。このため,蓋部材113の貫通孔113h,113kが封止されている。
The first insulating
また,絶縁樹脂からなる第2絶縁部材180は,正極外部端子137及び正極ボルト139,あるいは,負極外部端子147及び負極ボルト149と,電池ケース110(蓋部材113)とを電気的に絶縁する。
The second insulating
正極ボルト139は,金属製の六角ボルトであり,図3に示すように,平面視で六角形の頭部139bと,円柱状の軸部139cとを有している。この軸部139cは,表面にネジがきられたネジ軸139dとなっている。そして,正極ボルト139の軸部139cが後述する正極外部端子137の貫通孔137cに挿通された状態で,頭部139bが第2絶縁部材180に回転不能に保持されている(図2,3参照)。なお,本形態にかかる組電池1では,この正極ボルト139のネジ軸139dに正極外部端子137とバスバー2とを挿通させて,さらに前述したナット9を螺合させることで,正極外部端子137とバスバー2とを締結する。
The
負極ボルト149もまた,正極ボルト139と同様,金属製の六角ボルトであり,平面視で六角形の頭部149bと,円柱状の軸部149cとを有している。なお,図3では,正極側の部材をかっこを付さずに示しており,負極側の部材をかっこを付して示している。この軸部149cは,表面にネジがきられたネジ軸149dとなっている。そして,負極ボルト149の軸部149cが後述する負極外部端子147の貫通孔147cに挿通された状態で,頭部149bが第2絶縁部材180に回転不能に保持されている(図2,3参照)。なお,本形態にかかる組電池1では,この負極ボルト149のネジ軸149dに負極外部端子147とバスバー2とを挿通させて,さらに前述したナット9を螺合させることで,負極外部端子137とバスバー2とを締結する。
Similarly to the
また図2,3に示すように,正極延出部材130は,純アルミニウム(A1050−H24材)からなり,台座部131と軸部132と正極接続部134と正極加締め部133とを有している。このうち,台座部131は,矩形板状をなし,電池ケース110の内部に位置している。軸部132は,台座部131の上面131fから突出する円柱形状で,電池ケース110をなす蓋部材113の貫通孔113hに挿通されている。正極加締め部133は,軸部132の上端に連なった部位であり,加締められて(拡径するように変形されて)円盤状をなし,後述する正極外部端子137に電気的かつ機械的に接続している。正極接続部134は,台座部131の下面131bから電池ケース110の底面110b側に延びる形態で,電極体150の正極板151(正極箔152)に溶接されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the positive
なお,加締め変形前の正極加締め部133は,円筒形状をなしている(図3参照)。電池製造時には,軸部132と共に,第1絶縁部材170,蓋部材113,第2絶縁部材180及び正極外部端子137の順にこれらを挿通して(図3参照),その先端部(正極加締め部133になる部位)を正極外部端子137よりも電池ケース110の外部に突出させる。そして,正極加締め部133を押し拡げるよう拡径させて塑性変形させて,正極外部端子137を第2絶縁部材180を介して蓋部材113に加締め固定する(図2参照)。
In addition, the positive
一方,負極延出部材140は,純銅(C1100−1/2H材)からなり,正極延出部材130と同様,台座部141と軸部142と負極接続部144と負極加締め部143とを有している。このうち,台座部141は,矩形板状をなし,電池ケース110の内部に位置している。軸部142は,台座部141の上面141fから突出する円柱形状で,蓋部材113の貫通孔113kを挿通している。負極加締め部143は,軸部142の上端に連なった部位であり,加締められて(拡径するように変形されて)円盤状をなし,後述する負極外部端子147に電気的かつ機械的に接続している。負極接続部144は,台座部141の下面141bから電池ケース110の底面110b側に延びる形態で,電極体150の負極板156(負極箔157)に溶接されている。
On the other hand, the negative
なお,加締め変形前の負極加締め部143もまた,正極側と同様,円筒形状をなしている(図3参照)。電池製造時には,軸部142と共に,第1絶縁部材170,蓋部材113,第2絶縁部材180及び負極外部端子147の順にこれらを挿通して(図3参照),その先端部(負極加締め部143になる部位)を負極外部端子147よりも電池ケース110の外部に突出させる。そして,負極加締め部143を押し拡げるよう拡径させて塑性変形させて,負極外部端子147を第2絶縁部材180を介して蓋部材113に加締め固定する(図2参照)。
In addition, the negative
正極外部端子137は,Al−Mgアルミニウム合金(A5052−H38材)からなる板材を,側面視略Z字状(クランク形状)に成形したものである。この正極外部端子137は,正極加締め部133により固定される固定部(第1端子部に相当)137f,正極ボルト139と接続する接続部(第2端子部に相当)137g,及び,固定部137fと接続部137gとを連結する連結部137hを有している。接続部137gには,これを貫通する貫通孔137cが形成されており,この貫通孔137c内に,前述した正極ボルト139の軸部139cが挿通されている。また,固定部137fにも,これを貫通する貫通孔137bが形成されており,この貫通孔137b内に,正極延出部材130の軸部132が挿通されている。
The positive electrode
一方,負極外部端子147は,上述した負極延出部材140と同じ純銅(C1100−1/2H材)からなる板材を,側面視略Z字状(クランク形状)に成形したものである。この負極外部端子147は,負極加締め部143により固定される固定部(第1端子部に相当)147f,負極ボルト149と接続する接続部(第2端子部に相当)147g,及び,固定部147fと接続部147gとを連結する連結部147hを有している。接続部147gには,これを貫通する貫通孔147cが形成されており,この貫通孔147c内に,前述した負極ボルト149の軸部149cが挿通されている。また,固定部147fにも,これを貫通する貫通孔147bが形成されており,この貫通孔147b内に,負極延出部材140の軸部142が挿通されている。
On the other hand, the negative electrode
次に本発明の特徴的構成について,図4〜図6に基づいて説明する。正極側と負極側は同様の構成であるため(正極外部端子137と負極外部端子147は同様の構成であるため),以下では,正極側(正極外部端子137)についてのみ説明し,負極側(負極外部端子147)については説明を省略する。
Next, a characteristic configuration of the present invention will be described with reference to FIGS. Since the positive electrode side and the negative electrode side have the same configuration (because the positive electrode
正極外部端子137は,図4,5に示すように,接続部137gに設けられた貫通孔137cの周縁部137eにおける下面側に,下方に向かって突出する下側凸部(着座部に相当)50を有している。すなわち,下側凸部50は,正極ボルト139の頭部139bに向かって突出している。さらに言い換えれば,下側凸部50は,正極外部端子137の板厚方向に沿ってその板厚を厚くする向きに突出している。
As shown in FIGS. 4 and 5, the positive
下側凸部50は,貫通孔137cを囲む環状であり,プレス加工や鍛造加工などで形成されている。下側凸部50の下面50aは,水平面に沿う平面であり,接続部137gにおける下側凸部50及び後述の上側凸部60を除いた一般部70の下面(頭部139b側の表面)70aよりも,下方に位置している。下側凸部50の下面50aは,正極ボルト139の頭部139bの表面139ba(図4中上面,頭部側接触面)と接触する接触面(着座部側接触面)である。下側凸部50の下面(着座部側接触面)50aの外径D1(図4参照)は,正極ボルト139の頭部139bの外径φ1(図4参照)よりも小さい。すなわち,下側凸部50の下面50aの外周縁50bは,正極ボルト139の頭部139bの外周縁139bbよりも内側に位置している(図5参照)。言い換えれば,下側凸部50の下面50aの面積は,正極ボルト139の頭部139bの上面139baの面積よりも小さい。下側凸部50の外周縁部50cは,貫通孔137cの径方向で見て,外側から内側へ向かって下方へ傾斜したテーパ形状となっている(図4参照)。なお,本明細書中,特に断りのない限り,内側及び外側は,正極外部端子137の貫通孔137cの径方向で見て中心から拡径する向きを外向き,その反対を内向きとしたときの,内側及び外側のことをいう。
The lower
このように本形態では,正極ボルト139の軸部139cに,正極外部端子137とバスバー2とを挿通するとともに,ナット9を取り付けて,正極ボルト139を締め付けたとき,頭部139bは,下側凸部50の接触面50aのみで正極外部端子137と接触する。そして,この締め付けによる軸力は,下側凸部50の接触面50aに均一にかかる。従って,高トルク(例えば10N程度)で締め付けた際でも,下側凸部50が板厚方向に沿って多少圧縮されて変形する(但しその圧縮幅は板厚方向に沿って均一である)ことはあっても,頭部139bが正極外部端子137に減り込むことはない。すなわち,下側凸部50以外が変形することはない。従って,組電池1を構成する一つの電池100の交換時など,バスバー2の再締結が必要となった場合であっても,図12に示すような片当たりが生じることがない。よって,バスバー2と正極外部端子137とを良好に接続することができる。
Thus, in this embodiment, when the positive electrode
また,正極外部端子137は,図4,6に示すように,貫通孔137cの周縁部137eにおける上面側に,上方に向かって突出する上側凸部(接触部に相当)60を有している。すなわち,上側凸部60は,バスバー2に向かって突出している。さらに言い換えれば,上側凸部60は,正極外部端子137の板厚方向に沿ってその板厚を厚くする向きに突出している。
4 and 6, the positive electrode
上側凸部60は,下側凸部50を上下反転させた形状である。すなわち,上側凸部60は,貫通孔137cを囲む環状である。上側凸部60は,プレス加工や鍛造加工などで形成されている。上側凸部60の上面60aは,水平面に沿う平面であり,接続部137gにおける上側凸部60及び下側凸部50を除いた一般部70の上面(バスバー2側の表面)70bよりも,上方に位置している。上側凸部60の上面60aは,バスバー2の表面2a(図4中下面,バスバー側接触面)と接触する接触面(接触部側接触面)である。上側凸部60の上面(接触部側接触面)60aの外径D2(図4参照)は,バスバー2の幅寸法W(図4参照)よりも小さい。すなわち,上側凸部60の上面60aの外周縁60bは,バスバー2の外縁2bよりも内側に位置している(図6参照)。
The upper
また,上側凸部60の上面(接触部側接触面)60aの外径D2(図4参照)は,ナット9の外径φ2(図4参照)よりも小さい。すなわち,上側凸部60の上面60aの外周縁60bは,ナット9の外周縁9aよりも内側に位置している(図6参照)。
Further, the outer diameter D2 (see FIG. 4) of the upper surface (contact portion side contact surface) 60a of the upper
なお本形態では,上側凸部60の上面(接触部側接触面)60aの外径D2(図4参照)は,下側凸部50の下面(着座部側接触面)50aの外径D1(図4参照)と同じである。また,上側凸部60の外周縁部60cは,貫通孔137cの径方向で見て,外側から内側へ向かって上方へ傾斜したテーパ形状となっている(図4参照)。
In the present embodiment, the outer diameter D2 (see FIG. 4) of the upper surface (contact portion side contact surface) 60a of the upper
このように本形態では,正極ボルト139の軸部139cに,正極外部端子137とバスバー2とを挿通するとともに,ナット9を取り付けて,正極ボルト139を締め付けたとき,バスバー2は,上側凸部60の接触面(接触部側接触面)60aのみで正極外部端子137と接触する。そして,この締め付け時の軸力によるバスバー2の正極外部端子137に対する押圧力は,上側凸部60の接触面(接触部側接触面)60aに均一にかかる。従って,高トルク(例えば10N程度)で締め付けた際でも,上側凸部60が板厚方向に沿って多少圧縮されて変形する(但しその圧縮幅は板厚方向に沿って均一である)ことはあっても,バスバー2が正極外部端子137に減り込むことはない。すなわち,上側凸部60以外が変形することはない。従って,組電池1を構成する一つの電池100の交換時など,バスバー2の再締結が必要となった場合であっても,バスバー2が初回の締結時と違う位置にずれることに起因する締結不良(十分な面積で面当たりできないことによる締結不良)を防止することができる。
Thus, in this embodiment, when the positive electrode
また,上側凸部60の上面(接触部側接触面)60aの外径D2(図4参照)は,ナット9の外径φ2(図4参照)よりも小さいため,締結時の軸力によってナット9がバスバー2を介して正極外部端子137を押圧する力も,上側凸部60の接触面(接触部側接触面)60aに均一にかかる。従って,上記理由と同様の理由で,再締結時の締結不良を防止することができる。
Further, since the outer diameter D2 (see FIG. 4) of the upper surface (contact portion side contact surface) 60a of the upper
以上説明したように,本形態の二次電池100は,正極外部端子137を備えると共に,正極外部端子137に形成された貫通孔137cとバスバー2に形成された貫通孔2Hとに挿通される軸部139c,及び,軸部139cより大径の頭部139bを含み,軸部139cに取り付けられるナット9(係合部材)と頭部139bとの間に,バスバー2及び正極外部端子137を挟み込んで締め付けられることにより,バスバー2と正極外部端子137とを締結する正極ボルト139(締結部材)を備える。正極外部端子137は,その貫通孔137cの周縁部137eにおける頭部139b側に,頭部139bと接触する下側凸部50(着座部)を備え,下側凸部50は,当該下側凸部50を囲む周囲部(一般部70)よりも頭部139bに向かって突出している。言い換えれば,正極外部端子137の貫通孔137cの周縁部137eにおける頭部139b側は,その周囲部(一般部70)よりも頭部139bに向かって突出しているとともに,締結時に頭部139bが接触する下側凸部50となっている。そして,下側凸部50における頭部139bとの接触面50aの外周縁50bは,頭部139bの外周縁139bbの内側に位置しており,頭部139bは,正極外部端子137に対して下側凸部50の接触面50aのみで接している。言い換えれば,下側凸部50における頭部139bとの接触面(着座部側接触面)50aの外周縁50bは,頭部139bにおける下側凸部50との接触面(頭部側接触面)139baの外周縁139bbの内側に位置しており,頭部139bの外周縁139bb(頭部側接触面139baの外周縁139bb)は,正極外部端子137のいずれの箇所とも接触していない。
As described above, the
そのため,正極ボルト139(締結部材)を締め付けた際に,正極ボルト139の軸力によって頭部139bが正極外部端子137に対して与える面圧は,下側凸部50(着座部)の接触面50aのみで均一に受け止められることとなる。よって,正極外部端子137の接触面50aが頭部139bに押されて下側凸部50が一様に圧縮されることはあっても,正極外部端子137に対して頭部139bが減り込むことはない。すなわち,正極外部端子137に,頭部139bの外周縁139bbに沿う形の窪みが形成されることはない。従って,再締結時に,初回締結時と異なる締結位置に正極ボルト139がずれることにより頭部139bが正極外部端子137に対して片当たりする不具合の発生を防ぐことができる。すなわち,再締結時であっても,正極ボルト139の頭部139bと正極外部端子137とを,十分な面積で面当たりさせることができるため,良好な締結を行うことができる。従って,バスバー2と正極外部端子137との再締結を前提として締結を行う場合であっても,正極外部端子137の塑性変形(窪みの形成)を気にすることなく,高トルクで締め付けを行うことができる。
Therefore, when the positive bolt 139 (fastening member) is tightened, the surface pressure applied to the positive
また本形態の二次電池100では,正極外部端子137は,その貫通孔137cの周縁部137eにおけるバスバー2を配する側に,バスバー2と接触する上側凸部60(接触部)を備え,上側凸部60は,当該上側凸部60を囲む周囲部(一般部70)よりもバスバー2に向かって突出している。言い換えれば,正極外部端子137の貫通孔137cの周縁部137eにおけるバスバー2側は,その周囲部(一般部70)よりもバスバー2に向かって突出しているとともに,締結時にバスバー2が接触する上側凸部60となっている。そして,上側凸部60におけるバスバー2との接触面60aの外周縁60bは,バスバー2の外縁2bの内側に位置しており,バスバー2は,正極外部端子137に対して上側凸部60の接触面60aのみで接している。言い換えれば,上側凸部60におけるバスバー2との接触面(接触部側接触面)60aの外周縁60bは,バスバー2における上側凸部60との接触面(バスバー側接触面)2aの外縁2bの内側に位置しており,バスバー2の外縁2b(バスバー側接触面2aの外縁2b)は,正極外部端子137のいずれの箇所とも接触していない。
Further, in the
そのため,正極ボルト139(締結部材)を締め付けた際に,正極ボルト139の軸力によってバスバー2が正極外部端子137に対して与える面圧は,上側凸部60の接触面(接触部側接触面)60aのみで均一に受け止められることとなる。よって,正極外部端子137の接触面(接触部側接触面)60aがバスバー2に押されて上側凸部60が一様に圧縮されることはあっても,正極外部端子137に対してバスバー2が減り込むことはない。すなわち,正極外部端子137に,バスバー2の外縁2bに沿う形の窪みが形成されることはない。従って,再締結時に,初回締結時と異なる位置にバスバー2がずれることによりバスバー2が正極外部端子137に対して乗り上げてしまう不具合の発生を防ぐことができる。すなわち,再締結時であっても,バスバー2と正極外部端子137とを,十分な面積で面当たりさせることができるため,良好な締結を行うことができる。従って,バスバー2と正極外部端子137との再締結を前提として締結を行う場合であっても,バスバー2の押込みによる正極外部端子137の塑性変形を気にすることなく,高トルクで締め付けを行うことができる。
Therefore, when the positive electrode bolt 139 (fastening member) is tightened, the surface pressure that the
また本形態の二次電池100では,上側凸部60(接触部)の接触面60aの外周縁60bは,ナット9(係合部材)の外周縁9aよりも内側に位置している。そのため,正極ボルト139(締結部材)を締め付けた際に,正極ボルト139の軸力によってバスバー2を介してナット9が正極外部端子137に対して与える面圧は,上側凸部60の接触面60aのみで均一に受け止められるため,正極外部端子137に,ナット9の外周縁9aに沿う形の窪みが形成されるのを防ぐことができる。
Moreover, in the
(第2実施形態)
第2実施形態では,図7,8に示すように,正極外部端子137の貫通孔137cの周縁部137eであって,下側凸部50の内側(貫通孔137cの径方向にみたときの内側)に,貫通孔137cを囲む下側環状凹部(頭部側凹部に相当)56が形成されている。また,正極外部端子137の貫通孔137cの周縁部137eであって,上側凸部60の内側(貫通孔137cの径方向にみたときの内側)に,貫通孔137cを囲む上側環状凹部(バスバー側凹部に相当)66が形成されている。他の点は,第1実施形態と同様であるため,同様の符号を付してその説明を省略する。
(Second Embodiment)
In the second embodiment, as shown in FIGS. 7 and 8, the
下側環状凹部56の底面56aは,下側凸部50の接触面50aよりも上方に位置している。言い換えれば,下側環状凹部56の底面56aは,下側凸部50の接触面50aよりも板厚方向に沿って凹んでいる。この底面56aは,下側凸部50の外側の一般部70の下面70aと同じ高さ位置にある。下側環状凹部56の側面56bは,接触面50aと底面56aとをつないでいる。この側面56bは,外側から内側にかけて上方に向かって傾斜したテーパ面となっている。
The
下側環状凹部56の外径,すなわち,下側凸部50の内径d1(図7参照)は,正極ボルト139の軸部139cの径D3(図7参照)よりも大きい。これにより,正極ボルト139の頭部139bにおける軸部139cの付け根部分に上向きの突出部があるような場合であっても,その突出部の正極外部端子137への食い込み(減り込み)を防止することができる。なお,正極ボルト139に突出部が形成されるのは,正極ボルト139の製造において,切削加工,圧造加工及び転造などの加工の精度が悪い場合等である。下側環状凹部56は,このことへの対応を考慮したものである。
The outer diameter of the lower
一方,上側環状凹部66は,下側環状凹部56を上下反転させた形状である。上側環状凹部66の底面66aは,上側凸部60の接触面60aよりも下方に位置している。言い換えれば,上側環状凹部66の底面66aは,上側凸部60の接触面60aよりも板厚方向に沿って凹んでいる。この底面66aは,上側凸部60の外側の一般部70の上面70bと同じ高さ位置にある。上側環状凹部66の側面66bは,接触面60aと底面66aとをつないでいる。この側面66bは,外側から内側にかけて下方に向かって傾斜したテーパ面となっている。
On the other hand, the upper
上側環状凹部66の外径,すなわち,上側凸部60の内径d2(図7参照)は,下側凸部50の内径d1(図7参照)と同じであり,正極ボルト139の軸部139cの径D3(図7参照)よりも大きい。これにより,バスバー2の貫通孔2Hの周縁に下向きに突出する円筒部があるような場合(バスバー2の貫通孔2Hの周縁が下向きに立っているような場合)であっても,その円筒部の正極外部端子137への食い込み(減り込み)を防止することができる。なお,バスバー2に円筒部が形成されるのは,例えば,バスバー2の強度を確保する目的で,貫通孔2Hを,バーリング加工している場合等である。上側環状凹部66は,このことへの対応を考慮したものである。
The outer diameter of the upper
なお,第2実施形態では図7に示すように,バスバー2の貫通孔2Hの径d4は,正極外部端子137の貫通孔137cの径d3よりも小さい。これは,再締結時に,バスバー2が,上側凸部60の接触面60aから大きく外れて位置してしまうのを防ぐためである。
In the second embodiment, as shown in FIG. 7, the diameter d4 of the through
(第3実施形態)
第3実施形態では,図9,10に示すように,正極外部端子137の貫通孔137cの周縁部137eの下面側に着座部85を設けるとともに,着座部85の外側の周囲部に着座部85を囲む下側環状溝部(頭部側溝部に相当)80が形成されている。言い換えれば,正極接続部137gの下面側に下側環状溝部80を形成することにより,下側環状溝部80よりも内側に着座部85を形成している。また,図9,11に示すように,正極外部端子137の貫通孔137cの周縁部137eの上面側に接触部95を設けるとともに,接触部95の外側の周囲部に接触部95を囲む上側環状溝部90が形成されている。正極接続部137gの上面側に上側環状溝部90を形成することにより,上側環状溝部90よりも内側に接触部95を形成している。他の点は,第1実施形態と同様であるため,同様の符号を付してその説明を省略する。
(Third embodiment)
In the third embodiment, as shown in FIGS. 9 and 10, a
図9,10に示すように,着座部85の表面85a(図9中下面)は,下側環状溝部80の外側の一般部70の下面70aと同一高さ位置にある。この表面(下面)85aは,正極ボルト139の頭部139bと接触する接触面(着座部側接触面)である。
As shown in FIGS. 9 and 10, the
下側環状溝部80の底面80aは,着座部85の接触面85aよりも上方に位置している。下側環状溝部80の内側面80bは,接触面85aと底面80aとをつないでおり,下側環状溝部80の外側面80cは,一般部70の下面70aと底面80aとをつないでいる。
The
図9に示すように,下側環状溝部80の内径d5は,正極ボルト139の頭部139bの外径φ1よりも小さい。また,下側環状溝部80の外径D4は,正極ボルト139の頭部139bの外径φ1よりも大きい。言い換えれば,図10に示すように,正極ボルト139の頭部139bの外周縁139bbは,下側環状溝部80の内周縁80dの外側に位置するとともに,下側環状溝部80の外周縁80eの内側に位置している。
As shown in FIG. 9, the inner diameter d <b> 5 of the lower
このため,正極ボルト139を締め付けたとき,頭部139bは,着座部85の接触面(着座部側接触面)85aのみで正極外部端子137と接触する。そして,この締め付けによる軸力は,着座部85の接触面85aに均一にかかる。従って,高トルク(例えば10N程度)で締め付けた際でも,着座部85が板厚方向に沿って多少圧縮されて変形する(但しその圧縮幅は板厚方向に沿って均一である)ことはあっても,頭部139bが正極外部端子137に減り込むことはない。すなわち,着座部85以外が変形することはない。従って,組電池1を構成する一つの電池100の交換時など,バスバー2の再締結が必要となった場合であっても,図12に示すような片当たりが生じることがない。よって,バスバー2と正極外部端子137とを良好に接続することができる。
For this reason, when the
一方,図9,11に示すように,接触部95の表面95a(図9中上面)は,上側環状溝部(バスバー側溝部に相当)90の外側の一般部70の上面70bと同一高さ位置にある。この表面(上面)95aは,バスバー2と接触する接触面(接触部側接触面)である。
On the other hand, as shown in FIGS. 9 and 11, the
上側環状溝部90の底面90aは,接触部95の接触面95aよりも下方に位置している。上側環状溝部90の内側面90bは,接触面95aと底面90aとをつないでおり,上側環状溝部90の外側面90cは,一般部70の上面70bと底面90aとをつないでいる。
The
図9に示すように,上側環状溝部90の内径d6は,下側環状溝部80の内径d5と同じであり,バスバー2の幅寸法Wおよびナット9の外径φ2よりも小さい。また,上側環状溝部90の外径D5は,下側環状溝部80の外径D4と同じであり,バスバー2の幅寸法W及びナット9の外径φ2よりも大きい。よって,図11に示すように,ナット9の外周縁9aは,上側環状溝部90の内周縁90dの外側に位置するとともに,上側環状溝部90の外周縁90eの内側に位置している。
As shown in FIG. 9, the inner diameter d6 of the upper
このため,正極ボルト139を締め付けたとき,バスバー2は,接触部95の接触面(接触部側接触面)95aのみで正極外部端子137と接触する。そして,この締め付け時の軸力によるバスバー2の正極外部端子137に対する押圧力は,接触部95の接触面(接触部側接触面)95aに均一にかかる。従って,高トルク(例えば10N程度)で締め付けた際でも,接触部95が板厚方向に沿って多少圧縮されて変形する(但しその圧縮幅は板厚方向に沿って均一である)ことはあっても,バスバー2が正極外部端子137に減り込むことはない。すなわち,接触部95以外が変形することはない。従って,組電池1を構成する一つの電池100の交換時など,バスバー2の再締結が必要となった場合であっても,バスバー2が初回の締結時と違う位置にずれることに起因する締結不良(十分な面積で面当たりできないことによる締結不良)を防止することができる。
For this reason, when the
また,締結時の軸力によってナット9がバスバー2を介して正極外部端子137を押圧する力も,接触部95の接触面(接触部側接触面)95aに均一にかかる。従って,上記理由と同様の理由から,再締結時の締結不良を防止することができる。
Further, the force by which the
なお,この第3形態において,第2実施形態が有していた下側環状凹部56(図7参照)および上側環状凹部66(図7参照)を設けてもよい。そのように構成した場合,第3実施形態の効果に加えて,第2実施形態が奏している効果を奏することが可能となる。 In the third embodiment, the lower annular recess 56 (see FIG. 7) and the upper annular recess 66 (see FIG. 7) of the second embodiment may be provided. In such a configuration, in addition to the effects of the third embodiment, the effects of the second embodiment can be achieved.
また第3実施形態では,下側環状溝部80(頭部側溝部)及び上側環状溝部90(バスバー側溝部)を設けることで,周囲より頭部139bへ向かって突出する着座部85と,周囲よりバスバー2へ向かって突出する接触部95を設けた。そのため,第1実施形態のように下側凸部50や上側凸部60を設けるよりも,正極外部端子137の加工が容易であるというメリットがある。但し,正極外部端子137を板厚方向の内向きに切り欠く分,通電時に導通する正極外部端子137の縦断面の面積が小さくなってしまい,電気抵抗が高くなってしまうとともに,正極外部端子137の強度も低下してしまう。そのため,第1実施形態の方が第3実施形態よりも好ましい形態である。
In the third embodiment, by providing the lower annular groove 80 (head side groove) and the upper annular groove 90 (bus bar side groove), the
(他の変更例)
以上において,本発明を実施形態に即して説明したが,本発明は上記実施形態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言うまでもない。例えば,上記実施形態では,正極外部端子137,負極外部端子147としてZ字形状(クランク形状)の端子を示した。しかし,例えば,平板形状やL字形状の端子を用いることもできる。また上記実施形態では,正極外部端子137及び負極外部端子147として,同一の形状を有するものを用いた例を示したが,互いに異なる形状の端子を用いても良い。
(Other changes)
In the above, the present invention has been described with reference to the embodiment. However, the present invention is not limited to the above embodiment, and it is needless to say that the present invention can be appropriately modified and applied without departing from the gist thereof. For example, in the above embodiment, Z-shaped (crank-shaped) terminals are shown as the positive
また上記実施形態では,正極ボルト139(締結部材)の頭部139b側にワッシャを入れずに構成したが,ワッシャを入れてもよい。ワッシャを頭部139b側に入れる場合は,ワッシャを含めて「頭部」を意味するものとする。よって,ワッシャの外径が頭部の外径となる。勿論,ワッシャと頭部とが一体となったフランジ付きボルトを用いてもよい。この場合フランジの外径が頭部の外径となる。また,締結部材の頭部の形状は,六角に限られず,四角や丸など他の形状でもよい。すなわち,締結部材は,六角ボルトを用いたが,締結部材の締め付けに伴ってバスバー2が正極外部端子137に対して押し付けられて固定されるのであれば,締結部材はどのようなものでもよい。言い換えれば,軸力によって正極外部端子137とバスバー2を挟んで締め付ける締結部材であれば,どのようなものを用いてもよい。例えば,イモネジと,イモネジの一端に付ける固定ナットとにより締結部材を構成してもよい。この場合,イモネジの他端にナット9を取り付ける。
Moreover, in the said embodiment, although comprised without putting a washer in the
また上記実施形態では,正極外部端子137の下方から正極ボルト139を挿通し,上方からナット9を締め付ける構成としたが,正極ボルト139を挿通する向きは,下向きであってもよい。勿論,正極外部端子137の形状によっては,左右方向に沿って,正極ボルト139を挿通するものであってもよい。
In the above embodiment, the
また上記実施形態では,正極外部端子137側に正極ボルト139を配し,バスバー2側にナット9を配したが,正極外部端子137側にナット9を配し,バスバー2側に正極ボルト139を配してもよい。このように構成した場合,ナット9が正極外部端子137に減り込むおそれがあるところ,下側凸部50(着座部)があることで,このような減り込みを防ぐことができる。
In the above embodiment, the
また上記実施形態では,負極側と正極側の両方に,下側凸部50及び上側凸部60のある外部端子137,147を用いたが,正極外部端子137又は負極外部端子147のいずれか一方のみに,下側凸部50及び上側凸部60のあるものを用いる構成でもよい。なお,上記実施形態では,負極側を銅,正極側を銅より軟らかいアルミニウムとしているため,正極外部端子137の方が窪み(図12の符号250参照)が形成されやすい。そのため,正極外部端子137に下側凸部50及び上側凸部60を設けることが望ましい。また,外部端子137,147に,必ずしも下側凸部50及び上側凸部60の両方を設ける必要はなく,下側凸部50だけでもよい。上側凸部60を設けるか否かは,バスバー2の形状,板厚,材質などを考慮して決めればよい。下側凸部50及び上側凸部60の両方を設ける場合には,下側凸部50の接触面50aの面積と,上側凸部60の接触面60aの面積は異なっていてもよい。なお,第2実施形態で示した下側環状凹部56の底面56aの面積と上側環状凹部66の底面66aの面積や,第3実施形態で示した下側環状溝部80の底面80aの面積と上側環状溝部90の底面90aの面積も,異なっていてもよい。
In the above embodiment, the
また上記実施形態では,電極端子部材(正極端子部材30,負極端子部材40)として,正極外部端子137(負極外部端子147)と正極延出部材130(負極延出部材140)とが別体であるものを用いたが,一体であるものを用いてもよい。この場合,電池ケース110外に露出する部分が,外部端子に相当する。すなわち,電極端子部材(正極端子部材30,負極端子部材40)は,電極体150からの電力を外部へ出力できれば,どのような構成であってもよい。
Moreover, in the said embodiment, as an electrode terminal member (the positive
また上記実施形態では,電池100として,リチウム二次電池100を例示したが,例えばニッケル水素電池,ニッケルカドミウム電池等の他の種類の二次電池などにも,本発明の技術的思想を適用できる。
In the above embodiment, the lithium
なお,第1実施形態では,一般部70が着座部の周囲部及び接触部の周囲部に相当する。また,第3実施形態では,下側環状溝部80が着座部の周囲部に相当し,上側環状溝部90が接触部の周囲部に相当する。
In the first embodiment, the
1…組電池
2…バスバー
2b…バスバーの外縁
2H…貫通孔
9…ナット(係合部材)
9a…ナットの外周縁
30…正極端子部材(電極端子部材)
40…負極端子部材(電極端子部材)
50…下側凸部(着座部)
50a…下側凸部の接触面
50b…外周縁
56…下側環状凹部(頭部側凹部)
56a…下側環状凹部の底面
60…上側凸部(接触部)
60a…上側凸部の接触面
60b…外周縁
66…上側環状凹部(バスバー側凹部)
66a…上側環状凹部の底面
70…一般部
70a…下面(頭部側の表面)
70b…上面(バスバー側の表面)
80…下側環状溝部(頭部側溝部)
80d…内周縁
80e…外周縁
85…着座部
85a…着座部の接触面
90…上側環状溝部(バスバー側溝部)
90d…内周縁
90e…外周縁
95…接触部
95a…接触部の接触面
100…二次電池
110…電池ケース
130…正極延出部材(電極体接続端子)
137…正極外部端子
137c…貫通孔
137e…貫通孔の周縁部
137f…固定部(第1端子部)
137g…接続部(第2端子部)
139…正極ボルト(締結部材)
139b…頭部
139bb…頭部の外周縁
139c…軸部
140…負極延出部材(電極体接続端子)
147…負極外部端子
149…負極ボルト(締結部材)
150…電極体
151…正極板(正極)
156…負極板(負極)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
9a ... outer
40 ... Negative electrode terminal member (electrode terminal member)
50 ... Lower convex part (sitting part)
50a:
56a ...
60a:
66a ... bottom 70 of upper annular recess ...
70b ... Upper surface (surface on the bus bar side)
80: Lower annular groove (head-side groove)
80d ... Inner peripheral edge 80e ... Outer
90d ... Inner
137 ... Positive electrode
137g ... Connection part (second terminal part)
139: Positive bolt (fastening member)
139b ... head 139bb ...
147 ... Negative electrode
150 ...
156 ... Negative electrode plate (negative electrode)
Claims (10)
電極体と,
前記電極体を収容している電池ケースと,
前記電池ケース内で前記電極体の正極又は負極に接続している電極体接続端子,及び,前記電池ケース外に配置されているとともに前記電極体接続端子と電気的に導通している外部端子,を含む電極端子部材と,
前記外部端子に形成された貫通孔と前記バスバーに形成された貫通孔とに挿通される軸部,及び,前記軸部より大径の頭部を含み,前記軸部に取り付けられる係合部材と前記頭部との間に,前記バスバー及び前記外部端子を挟み込んで締め付けられることにより,前記バスバーと前記外部端子とを締結する締結部材と,を備え,
前記外部端子は,その貫通孔の周縁部における前記頭部側に,前記頭部と接触する着座部を備え,
前記着座部は,当該着座部を囲む周囲部よりも前記頭部に向かって突出しており,
前記着座部における前記頭部との接触面の外周縁は,前記頭部の外周縁の内側に位置しており,
前記頭部は,前記外部端子に対して前記着座部の接触面のみで接している
ことを特徴とする二次電池。 A secondary battery that is connected to another secondary battery by a bus bar to form an assembled battery,
An electrode body;
A battery case containing the electrode body;
An electrode body connection terminal connected to the positive electrode or the negative electrode of the electrode body in the battery case, and an external terminal disposed outside the battery case and electrically connected to the electrode body connection terminal; An electrode terminal member comprising:
A shaft portion inserted through a through hole formed in the external terminal and a through hole formed in the bus bar; and an engagement member attached to the shaft portion, the head portion having a larger diameter than the shaft portion; A fastening member that fastens the bus bar and the external terminal by clamping the bus bar and the external terminal between the head and the head; and
The external terminal is provided with a seating portion in contact with the head on the side of the head at the periphery of the through-hole,
The seating part protrudes toward the head from the surrounding part surrounding the seating part,
The outer peripheral edge of the contact surface with the head in the seating portion is located inside the outer peripheral edge of the head,
The secondary battery according to claim 1, wherein the head is in contact with the external terminal only at the contact surface of the seating portion.
前記外部端子は,その貫通孔の周縁部であって前記着座部の内側に,前記着座部の接触面よりも板厚方向に沿って凹んだ底面を有する環状の頭部側凹部を備えていることを特徴とする二次電池。 The secondary battery according to claim 1,
The external terminal is provided with an annular head-side recess having a bottom surface that is recessed along the plate thickness direction from the contact surface of the seating portion inside the seating portion at the periphery of the through hole. A secondary battery characterized by that.
前記外部端子は,その貫通孔の周縁部における前記バスバーを配する側に,前記バスバーと接触する接触部を備え,
前記接触部は,当該接触部を囲む周囲部よりも前記バスバーに向かって突出しており,
前記接触部における前記バスバーとの接触面の外周縁は,前記バスバーの外縁の内側に位置し,
前記外部端子は,前記バスバーに対して前記接触部の接触面のみで接するものであることを特徴とする二次電池。 A secondary battery according to claim 1 or claim 2,
The external terminal includes a contact portion in contact with the bus bar on a side where the bus bar is arranged at a peripheral portion of the through hole,
The contact portion protrudes toward the bus bar from the surrounding portion surrounding the contact portion,
The outer peripheral edge of the contact surface with the bus bar in the contact portion is located inside the outer edge of the bus bar,
The secondary battery is characterized in that the external terminal is in contact with the bus bar only at the contact surface of the contact portion.
前記外部端子は,その貫通孔の周縁部であって前記接触部の内側に,前記接触部の接触面よりも板厚方向に沿って凹んだ底面を有する環状のバスバー側凹部を備えていることを特徴とする二次電池。 The secondary battery according to claim 3,
The external terminal is provided with an annular bus bar-side recess having a bottom surface that is recessed along the plate thickness direction from the contact surface of the contact portion inside the contact portion at the periphery of the through hole. A secondary battery characterized by.
前記外部端子は,前記電極体接続端子に接続されている第1端子部と,前記バスバーに接続される第2端子部と,を備え,
前記着座部は,前記第2端子部に設けられており,
前記着座部の接触面は,前記第2端子部における前記着座部を除く前記頭部側の表面よりも,前記頭部側に突出していることを特徴とする二次電池。 A secondary battery according to any one of claims 1 to 4,
The external terminal includes a first terminal portion connected to the electrode body connection terminal, and a second terminal portion connected to the bus bar,
The seating portion is provided on the second terminal portion,
The contact surface of the said seating part protrudes in the said head side rather than the surface of the said head side except the said seating part in the said 2nd terminal part, The secondary battery characterized by the above-mentioned.
前記外部端子における前記頭部側には,前記着座部を囲む周囲部として,環状の頭部側溝部が設けられており,
前記頭部の外周縁は,前記頭部側溝部の内周縁の外側に位置するとともに,前記頭部側溝部の外周縁の内側に位置していることを特徴とする二次電池 A secondary battery according to any one of claims 1 to 4,
On the head side of the external terminal, an annular head-side groove is provided as a peripheral part surrounding the seating part,
The outer peripheral edge of the head is positioned outside the inner peripheral edge of the head-side groove and is positioned inside the outer peripheral edge of the head-side groove.
前記外部端子は,前記電極体接続端子に接続されている第1端子部と,前記バスバーに接続される第2端子部と,を備え,
前記接触部は,前記第2端子部に設けられており,
前記接触部の接触面は,前記第2端子部における前記接触部を除く前記バスバー側の表面よりも,前記バスバー側に突出していることを特徴とする二次電池。 A secondary battery according to claim 3 or claim 4, wherein
The external terminal includes a first terminal portion connected to the electrode body connection terminal, and a second terminal portion connected to the bus bar,
The contact portion is provided on the second terminal portion;
The secondary battery is characterized in that a contact surface of the contact portion protrudes closer to the bus bar side than a surface of the second terminal portion on the bus bar side excluding the contact portion.
前記外部端子における前記バスバー側には,前記接触部を囲む周囲部として,環状のバスバー側溝部が設けられており,
前記バスバー側溝部は,その内径が前記バスバーの幅寸法より小さく,その外径が前記バスバーの幅寸法より大きいものであることを特徴とする二次電池 A secondary battery according to claim 3 or claim 4, wherein
On the bus bar side of the external terminal, an annular bus bar side groove is provided as a peripheral portion surrounding the contact portion,
The secondary battery, wherein the bus bar side groove has an inner diameter smaller than a width dimension of the bus bar and an outer diameter larger than the width dimension of the bus bar.
前記接触部の接触面の外周縁は,前記係合部材の外周縁よりも内側に位置することを特徴とする二次電池。 A secondary battery according to claim 3, claim 4, claim 7 or claim 8,
The secondary battery according to claim 1, wherein an outer peripheral edge of the contact surface of the contact portion is positioned inside an outer peripheral edge of the engaging member.
前記締結部材の軸部が挿通される貫通孔と,
前記貫通孔の周縁部に設けられ,前記締結部材の頭部が接触する着座部と,を備え,
前記着座部は,
当該着座部の周囲部よりも前記頭部へ向かって突出しており,
前記頭部に対する接触面の外周縁が,前記着座部に接触する前記頭部の外周縁の内側に位置するものであり,
前記着座部以外の箇所で前記頭部と接しないものであることを特徴とする二次電池の外部端子。 An external terminal of a secondary battery that is fixed by being pressed against the bus bar as the fastening member is tightened,
A through hole through which the shaft portion of the fastening member is inserted;
A seating portion provided at a peripheral portion of the through-hole and in contact with a head portion of the fastening member;
The seating part is
Protrudes from the periphery of the seating portion toward the head,
The outer peripheral edge of the contact surface with respect to the head is located inside the outer peripheral edge of the head in contact with the seat;
An external terminal of a secondary battery, wherein the external terminal is not in contact with the head at a place other than the seating portion.
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