JP5986510B2 - Prismatic secondary battery - Google Patents
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Description
本発明は、角形二次電池に関する。 The present invention relates to a prismatic secondary battery.
近年、ハイブリッド型の電気自動車や純粋な電気自動車等の動力源として大容量(Wh)の二次電池が開発されており、その中でもエネルギー密度(Wh/kg)の高い角形のリチウムイオン二次電池が注目されている。 In recent years, secondary batteries with large capacity (Wh) have been developed as power sources for hybrid electric vehicles and pure electric vehicles, and among them, prismatic lithium ion secondary batteries with high energy density (Wh / kg). Is attracting attention.
角形のリチウムイオン二次電池においては、正極箔に正極活物質を塗工した正極電極と、負極箔に負極活物質を塗工した負極電極と、およびそれぞれを絶縁するためのセパレータとを重ね合わせて捲回することで、扁平形状の捲回電極群が発電要素として形成される。捲回電極群は、電池容器の電池蓋に設けられた正極外部端子および負極外部端子に電気的に接続される。捲回電極群は、電池容器の電池缶に収容され、電池缶の開口部は電池蓋で封止溶接される。角形二次電池は、捲回電極群を収容した電池容器の注液孔から電解液が注液された後、注液栓が挿入されてレーザ溶接により封止溶接されることで形成される。 In a rectangular lithium ion secondary battery, a positive electrode in which a positive electrode active material is applied to a positive foil, a negative electrode in which a negative electrode active material is applied to a negative foil, and a separator for insulating each other are stacked Thus, a flat wound electrode group is formed as a power generation element. The wound electrode group is electrically connected to a positive electrode external terminal and a negative electrode external terminal provided on the battery lid of the battery container. The wound electrode group is accommodated in a battery can of the battery container, and the opening of the battery can is sealed and welded with a battery lid. A prismatic secondary battery is formed by injecting an electrolytic solution from a liquid injection hole of a battery container containing a wound electrode group, inserting a liquid injection stopper, and sealing welding by laser welding.
従来から、車両やその他の機器に搭載される密閉型のリチウムイオン二次電池などにおいては、過充電や過昇温、外力による破損などによって、内部にガスが溜まり、そのガスによって、電池内部の圧力が上昇する場合がある。そのため、密閉型電池の電池ケースには、安全のための脆弱箇所が形成される。例えば、電池ケースの一部の箇所に、電池の内圧によって変形する部材が用いられ、その部材の変形によって脆弱部分が破損するようにされているものがある。脆弱部分の破損によって、電流経路が遮断されるものや、密閉型電池の内外が連通されてガスを排出するものなどが提案されている。 Conventionally, in a sealed lithium ion secondary battery mounted on a vehicle or other equipment, gas is accumulated inside due to overcharge, excessive temperature rise, damage due to external force, etc. Pressure may increase. Therefore, a weak point for safety is formed in the battery case of the sealed battery. For example, there is a battery case in which a member that is deformed by the internal pressure of the battery is used at a part of the battery case, and the fragile portion is damaged by the deformation of the member. There have been proposed ones in which a current path is interrupted due to breakage of a fragile portion, and ones in which the inside and outside of a sealed battery are communicated to discharge gas.
特許文献1には、電池の非正常的な作動による内圧上昇時に電池内部のガスを放出せしめると共に、電池の通電状態を遮断し得る電池のキャップ組立体を有している二次電池が示されている。特許文献1に記載の二次電池は、電池缶の上面を覆うキャッププレートの上部に絶縁されるような正極部材と排気孔が形成されており、キャッププレートと正極部材とに形成された貫通孔を貫通することにより、キャッププレート及び正極部材を係合するリベット突起を有し、正極部材と電気的に接続されるリベット部材と、排気孔が密閉されるようリベット部材の下端に結合される安全部材を有している。
しかしながら、特許文献1には、リベット部材の下端に結合されている電流遮断機構となる安全部材を有しているため、電池缶内に収容できる捲回電極群の体積が減少し、二次電池の高容量化に問題があった。
However, since
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、電流遮断機構となる安全部材を有しながら、電池缶内に収容できる捲回電極群の体積を減少させることなく、高容量な角形二次電池を提供することである。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to reduce the volume of the wound electrode group that can be accommodated in the battery can while having a safety member serving as a current interruption mechanism. And to provide a high-capacity prismatic secondary battery.
上記課題を解決する本発明の角形二次電池は、電極を有する発電要素と、該発電要素を収容する電池缶と、該電池缶の開口を封止する電池蓋と、該電池蓋に配置される外部端子と、前記電池缶内に配置されて前記発電要素の電極に接続される集電端子と、を有する角形二次電池であって、前記集電端子と前記外部端子との間を電気的に接続し、前記電池缶の内圧の上昇により変形して電気的な接続を遮断する反転端子を有し、該反転端子は、前記電池蓋の開口穴に挿通される固定軸の貫通孔内に配置されていることを特徴としている。 A prismatic secondary battery of the present invention that solves the above-described problems is provided with a power generation element having an electrode, a battery can that houses the power generation element, a battery lid that seals the opening of the battery can, and the battery lid. A rectangular secondary battery having an external terminal and a current collecting terminal disposed in the battery can and connected to the electrode of the power generation element, wherein an electric current is provided between the current collecting terminal and the external terminal. A reversing terminal that is electrically connected and is deformed by an increase in the internal pressure of the battery can to cut off the electrical connection, and the reversing terminal is inserted in the through hole of the fixed shaft that is inserted into the opening hole of the battery lid It is characterized by being arranged in.
本発明によれば、電流遮断機構となる安全部材を有しながら、電池缶内に収容できる捲回電極群の体積を減少させることなく、高容量な二次電池を提供することができる。なお、上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。 According to the present invention, it is possible to provide a high-capacity secondary battery without having to reduce the volume of the wound electrode group that can be accommodated in the battery can while having a safety member serving as a current interruption mechanism. Problems, configurations, and effects other than those described above will be clarified by the following description of the embodiments.
本発明の角形二次電池は、正極電極、及び負極電極をセパレータを介して扁平に捲回した捲回電極群と、該捲回電極群を収納する電池缶と、該電池缶を封口する電池蓋と、電池蓋に配置される外部端子と、該捲回電極群に接続された集電端子と、外部端子と集電端子を接続する反転端子を有している。そして、反転端子は外部端子の固定軸の軸内部に配置され、集電端子は軸内部で反転端子と接続されている。そして、集電端子は、反転端子と接続を断つ脆弱部を有し、脆弱部は、反転端子との接続部の外周に備えている。 The prismatic secondary battery according to the present invention includes a wound electrode group obtained by flatly winding a positive electrode and a negative electrode via a separator, a battery can that houses the wound electrode group, and a battery that seals the battery can. A lid, an external terminal disposed on the battery lid, a current collecting terminal connected to the wound electrode group, and an inverting terminal for connecting the external terminal and the current collecting terminal. And the inversion terminal is arrange | positioned inside the axis | shaft of the fixed axis | shaft of an external terminal, and the current collection terminal is connected with the inversion terminal inside the axis | shaft. And a current collection terminal has a weak part which cuts a connection with an inversion terminal, and the weak part is provided in the perimeter of a connection part with an inversion terminal.
次に、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ以下に詳細に説明する。 Next, embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
角形二次電池D1は、図1に示すように、電池容器を構成する電池缶1および蓋2を備えている。電池缶1内には、発電要素である捲回電極群6(図3)が収納されている。電池缶1は、上部開口を有する扁平箱形の形状を有しており、アルミニウム合金を深絞り加工することによって構成されている。電池缶1は、長方形を有する底壁部PBと、底壁部PBの一対の長辺部からそれぞれ立ち上がり対峙する幅広の面壁部PWと、底壁部PBの一対の短辺部からそれぞれ立ち上がり対峙する幅狭の側壁部(対向壁部)PNとを有する。電池缶1の開口部は、蓋2をレーザ溶接等することによって封止されている。
As shown in FIG. 1, the rectangular secondary battery D <b> 1 includes a battery can 1 and a
蓋2は、例えば電池缶1と同一の材料であるアルミニウム合金からなり、電池缶1の開口部を閉塞する平板形状を有している。蓋2には、電池容器の内圧が上昇したときに予め設定された圧力で開裂し、ガスを外部放出するためのガス排出弁3が設けられている。ガス排出弁3は、蓋2と同一の金属材料またはその合金で構成した薄膜部材であり、レーザ溶接等により蓋2に接合されている。尚、プレス加工等により、蓋2と一体で形成されることもある。
The
図2は、図1に示した角形二次電池の分解図である。 FIG. 2 is an exploded view of the prismatic secondary battery shown in FIG.
電池缶1と蓋2とで構成される電池容器の内部空間には、捲回電極群6と、絶縁シート9と、電解液(図示せず)が収納されている。電解液は、蓋2に予め設けられた注液口2Aから注液した後に、注液栓5をレーザ溶接等により蓋2に接合することにより、電池内部を密閉している。なお、本実施形態の二次電池D1は、電池缶1及び蓋2が極性を持たない中性である。
A
蓋2に集電端子26、36を介して取り付けられた捲回電極群6を電池缶1内に絶縁シート9を介して収容する。その後、電池缶1と蓋2を溶接等により接合する。絶縁シート9は、絶縁性の合成樹脂製材料からなるシート部材によって構成されており、集電端子26、36に支持された捲回電極群6を集電端子26、36ごと外側から包み込むことによって電池缶1と捲回電極群6との短絡を防止している。
The
捲回電極群6は、図3に示すように、セパレータ6C、負極板6D、セパレータ6C、正極板6Eの順に重ねられた状態で捲回され、扁平状に押し潰されて形成された扁平捲回構造を有している。捲回開始端部にはセパレータ6Cが巻かれており、捲回終了端部にもセパレータ6Cが数周捲回され、巻き解けを防止するために、図3の下側に配されたセパレータ6Cの捲回終了端が予め片面に粘着剤が塗着されたテープ(不図示)で止められている。
As shown in FIG. 3, the
正極板6Eは、アルミニウム合金箔(正極集電体)の両面に、正極活物質として、例えば、マンガン酸リチウム等のリチウム含有遷移金属複合酸化物を含む正極活物質合剤が略均等かつ略均一に塗着(塗工)されており、両面とも長手方向に沿う一側に正極活物質合剤が未塗工の正極未塗工部6Aが形成されている。
In the positive electrode plate 6E, a positive electrode active material mixture containing, for example, a lithium-containing transition metal composite oxide such as lithium manganate as a positive electrode active material on both surfaces of an aluminum alloy foil (positive electrode current collector) is substantially uniform and substantially uniform. A positive electrode
一方、負極板6Dは、銅合金箔(負極集電体)の両面に、負極活物質として、リチウムイオンを吸蔵、放出可能な黒鉛等の炭素材を含む負極活物質合剤が略均等かつ略均一に塗着されており、両面とも長手方向に沿う一側に負極活物質合剤が未塗工の負極未塗工部6Bが形成されている。セパレータ6C、6Cは、リチウムイオンが通過可能な微多孔性シート材で構成されており、本例では、数十μm厚のポリエチレンシートが用いられている。
On the other hand, in the
図4は、電池蓋組立体の分解斜視図である。 FIG. 4 is an exploded perspective view of the battery lid assembly.
電池蓋2に正極端子構成部20と負極端子構成部30を取り付けることによって電池蓋組立体が構成される。そして、電池蓋組立体に、捲回電極群6を取り付けることによって発電要素組立体が構成される。
A battery lid assembly is configured by attaching the
正極端子構成部20及び負極端子構成部30は、蓋2の長辺方向一方側と他方側の互いに離れた位置に配置されている。正極端子構成部20は、正極外部端子21と、締結部材22と、外部絶縁体23と、シール部材24と、内部絶縁体25と、正極集電端子26と、反転端子27と、かしめ補助部材28と、正極集電突起絶縁体29を有している。
The positive electrode
正極端子構成部20は、正極外部端子21と、締結部材22と、外部絶縁体23と、シール部材24とを電池蓋2の表面側に重ね合わせ、そして、内部絶縁体25と、かしめ補助部材28とを電池蓋2の裏面側に重ね合わせて電池蓋2に一体に固定される。そして、正極集電端子26の正極集電突起263に正極集電突起絶縁体29を外嵌して、固定軸216の先端側から軸内部の貫通孔217に挿入し、かつ、正極集電端子26を内部絶縁体25に係合させて保持させる。そして、反転端子27を固定軸216の基端側から貫通孔217に挿入し、正極外部端子21にレーザ溶接して貫通孔217を封止する。それから、固定軸216の貫通孔217内で反転端子27を正極集電突起263に導通接続することによって組み立てられる。正極集電端子26は、捲回電極群6の正極電極に導通接続される。
The positive
負極端子構成部30は、負極外部端子31と、締結部材32と、外部絶縁体33と、シール部材34と、内部絶縁体35と、負極集電端子36を有している。負極端子構成部30は、負極外部端子31と、締結部材32と、外部絶縁体33と、シール部材34とを電池蓋2の表面側で重ね合わせて、負極外部端子31の固定軸を電池蓋2の開口穴2Bに挿入する。そして、内部絶縁体35と、負極集電端子36とを電池蓋2の裏面側で重ね合わせて、固定軸の先端をかしめることにより電池蓋2に一体に固定される。したがって、負極集電端子36は、電池蓋2の開口穴2Bを介して負極外部端子31に導通接続される。負極集電端子36は、捲回電極群6の負極電極に導通接続される。
The negative
正極外部端子21と正極集電端子26と反転端子27と正極かしめ補助部材28は、アルミニウム合金で製作され、負極外部端子31と負極集電端子36は、銅合金で製作されている。内部絶縁体25、35と外部絶縁体23、33は、ポリプロピレン(PP)で製作され、シール部材24、34は、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)で製作されている。正極外部端子21、負極外部端子31と電池缶1は、内部絶縁体25、35と外部絶縁体23、33とシール部材24、34によって、絶縁性と気密性が保たれる。
The positive
図5Aは、正極端子構成部の分解断面図である。 FIG. 5A is an exploded cross-sectional view of a positive electrode terminal component.
正極端子構成部20は、正極集電端子26に接続する反転端子27と、反転端子27に接続する正極外部端子21と、正極外部端子21との間に電池蓋2を介して載置される内部絶縁体25と、電池蓋2の上部にシール部材24と外部絶縁体23とをかしめで固定するための正極かしめ補助部材28と、正極集電突起263の外周を絶縁する正極集電突起絶縁体29と、正極外部端子21を貫通する締結部材22を有している。
The positive
正極外部端子21と反転端子27と締結部材22と外部絶縁体23とシール部材24は、電池缶外部に設置され、内部絶縁体25と正極集電端子26と正極集電突起絶縁体29と正極かしめ補助部材28は電池内部に設置される。具体的には、電池蓋2の上に外部絶縁体23が配置され、外部絶縁体23の上に締結部材22が配置される。そして、外部絶縁体23及び締結部材22の上に正極外部端子21が配置され、正極外部端子21の貫通孔217の上に反転端子27が配置される。そして、電池蓋2の下に内部絶縁体25が配置され、内部絶縁体25の下に正極かしめ補助部材28が配置され、正極集電突起絶縁体29を間に介して正極集電端子26が配置される。
The positive
図5Bは、正極外部端子を電池蓋に取り付けた状態を示す断面図である。 FIG. 5B is a cross-sectional view showing a state in which the positive electrode external terminal is attached to the battery lid.
正極外部端子21を電池蓋2の開口穴2Bと正極かしめ補助部材28の貫通孔に通し、各部材を重ね合わせることで絶縁性と気密性を保つ形態が用いられている。正極外部端子21の電池外部側には、かしめ時に位置決めに用いられる位置決め穴217cがあり、その位置決め穴217cにより、電池蓋2と正極かしめ補助部材28との位置を正確に設置することが可能である。
The positive electrode
図5Cは、正極外部端子を電池蓋にかしめ固定した状態を示す断面図である。 FIG. 5C is a cross-sectional view showing a state in which the positive electrode external terminal is caulked and fixed to the battery lid.
正極外部端子21は、シール部材24と外部絶縁体23と内部絶縁体25と正極かしめ補助部材28が、かしめにより一体に固定されており、絶縁性と正極外部端子21の外周部の気密性が保たれる。
The positive electrode
正極外部端子21は、固定軸216の先端側にかしめ穴217bが設けられていて(図5Bを参照)、そのかしめ穴217bを径方向外側に向かって広げることでかしめられ、かしめ部216aが形成される。かしめ部216aによるかしめによって、正極外部端子21とシール部材24と外部絶縁体23と内部絶縁体25と正極かしめ補助部材28にて絶縁性と正極外部端子21の外周部の気密性を保つことが可能である。かしめられた正極外部端子21の電池缶外部側は平面であり、該平面に隣接して前記締結部材22が配置されている。
The positive
図5Dは、正極外部端子と反転端子とを接合した状態を示す断面図である。 FIG. 5D is a cross-sectional view illustrating a state where the positive external terminal and the inversion terminal are joined.
反転端子27は、正極外部端子21の位置決め穴217cに挿入されて、レーザ溶接により正極外部端子21に接合される。反転端子27を正極外部端子21にレーザ溶接で接合することにより、正極外部端子21の貫通孔217の気密性が保たれ、電池内部と電池外部の気密性が完全に確保される。反転端子27は、電池の内部圧力が上昇すると電池内部と電池外部との圧力差により半円形状部271が電池外部に向かって反転変形する部品である。その反転変形する半円形状部271は、固定軸216の貫通孔217内に設置されている。
The reversing
図5Eは、反転端子と正極集電端子とを接合した正極端子構成部の最終組立状態を示す断面図である。 FIG. 5E is a cross-sectional view showing a final assembled state of the positive electrode terminal component in which the inverting terminal and the positive electrode current collecting terminal are joined.
正極集電端子26は、反転端子27と接合される正極集電突起263が筒状であり、その筒状の正極集電突起263に正極集電突起絶縁体29が外嵌された状態で、正極外部端子21の貫通孔217内に嵌入される。そして、固定軸216の貫通孔217内で、天板部265の中央部分が、反転端子27の半円形状部271の頂部に当接されて、例えばレーザ溶接により互いに導通接合される。正極集電端子26は、反転端子27に導通接合される接合部265cに対して、振動や衝撃などにより応力がかからないように、内部絶縁体25の固定リブ252に固定される。
The positive
なお、本実施の形態では、図5C及び図5Dに示すように、先に反転端子27を正極外部端子21の位置決め穴217cに固定し、次いで、正極集電端子26を内部絶縁体25に固定する場合について説明したが、この順番に限定されるものではなく、例えば先に正極集電端子26を固定し、後に反転端子27を固定してもよい。
In the present embodiment, as shown in FIGS. 5C and 5D, the reversing
図6Aは、負極端子構成部の分解断面図である。 FIG. 6A is an exploded cross-sectional view of the negative electrode terminal component.
負極端子構成部30は、負極集電端子36に接続する負極外部端子31と、負極外部端子31との間に電池蓋2を介して載置される内部絶縁体35と、電池蓋2の上部にシール部材34と外部絶縁体33を介して配置され、負極外部端子31を貫通する締結部材32を有している。負極外部端子31と締結部材32と外部絶縁体33とシール部材34は、電池缶外部に設置され、内部絶縁体35と負極集電端子36は電池内部に設置される。
The negative
図6Bは、負極外部端子と負極集電端子とを電池蓋に取り付けた状態を示す断面図である。 FIG. 6B is a cross-sectional view showing a state where the negative electrode external terminal and the negative electrode current collecting terminal are attached to the battery lid.
負極外部端子31を電池蓋2の開口穴2Bと負極集電端子36の貫通孔36aを通し、各部材を重ね合わせることで絶縁性と気密性を保つ形態を用いられている。負極外部端子31の電池外部側には、かしめ時の位置決め穴31Aがあり、その位置決め穴31Aにより、電池蓋2と負極集電端子36との位置を正確に設置することが可能である。
The negative electrode
図6Cは、負極外部端子と負極集電端子とを電池蓋にかしめ固定した状態を示す断面図である。 FIG. 6C is a cross-sectional view showing a state where the negative electrode external terminal and the negative electrode current collecting terminal are caulked and fixed to the battery lid.
負極外部端子31は、負極集電端子36と、かしめにより導通接続され、電池内部から電池外部へと電気的接続がされる。負極外部端子31は、かしめ穴31Bが設けられていて(図6Bを参照)、そのかしめ穴31Bを広げることでかしめられ、負極外部端子31と負極集電端子36の導通接続が可能である。かしめられた負極外部端子31の電池缶外部側は平面であり、その平面に隣接して締結部材32が配置されている。
The negative electrode
次に、正極端子構成部の構成について詳細に説明する。 Next, the configuration of the positive electrode terminal component will be described in detail.
正極外部端子21は、例えば図4に示すように、電池蓋2の上面に沿って配置される平板部211と、平板部211から突出して電池蓋2の開口穴2Bに挿通される固定軸216とを有している。固定軸216は、本実施の形態では、平板部211に一体に設けられているが、必ずしも一体に設けられている必要はなく、例えば平板部211とは別部材によって構成されており、かしめ等により互いに固定される構成を有していてもよい。平板部211には、例えば図5Aに示すように、バスバー等が接面して取り付けられる上面213と、締結部材22を挿通して上面213から突出させるための挿通孔214が形成されている。
For example, as shown in FIG. 4, the positive electrode
固定軸216は、電池蓋2の開口穴2Bに挿通されて電池蓋2の裏面側に突出する先端をかしめることによって、電池蓋2に正極外部端子21を固定する。固定軸216は、略円筒形状を有しており、その中心に沿って貫通する貫通孔217が設けられている。貫通孔217は、一定径で延在する孔径部217aと、孔径部217aから固定軸216の先端側に連続するかしめ穴217bと、孔径部217aから固定軸216の基端側で拡径された位置決め穴217cとを有している。位置決め穴217cは、平板部211の上面213に開口している。かしめ穴217bは、かしめにより拡径されて、固定軸216の先端にかしめ部216aを形成する。貫通孔217は、一端が電池内部に向かって開口し、他端が電池外部に向かって開口しており、電池内部と電池外部との間を連通する構成を有している。貫通孔217は、反転端子27によって封止されて、電池内部と電池外部との間が隔絶される。
The fixed
外部絶縁体23は、正極外部端子21の平板部211と電池蓋2との間に介在されて、これらの間を絶縁している。外部絶縁体23には、電池蓋2の開口穴2Bと同軸上に配置されて固定軸216が挿通される開口部23aが形成されている。シール部材24は、電池蓋2の開口穴2Bに挿入されて、正極外部端子21と電池蓋2との間を絶縁しかつシールする。
The
内部絶縁体25は、電池内部側である電池蓋2の裏面に配置されて、かしめ補助部材28と共に、固定軸216により電池蓋2に一体にかしめ固定され、電池蓋2と正極かしめ補助部材28との間を絶縁し、かつ正極集電端子26を保持する。正極かしめ補助部材28は、円板形状を有しており、その中心には固定軸216を挿通可能な穴が開口して設けられている。
The
内部絶縁体25は、電池蓋2の下面に接面して配置される平板部251と、平板部251の互いに対向する辺部でそれぞれ折曲されて電池蓋2の長辺方向に離間して対峙する一対の固定リブ252を有している。
The
内部絶縁体25の平板部251には、電池蓋2の開口穴2Bに連通して固定軸216が挿通される開口穴が形成されている。一対の固定リブ252は、それぞれの先端部に、正極集電端子26と係合する係合爪253が設けられている。
The
正極集電端子26は、電池蓋2の裏面に沿って平行に配置される平板状の基部261と、基部261の互いに対向する辺部でそれぞれ折曲されて電池蓋2の短辺方向に離間して対峙する一対の集電部262を有している。一対の集電部262は、捲回電極群6の正極未塗工部6Aを捲回電極群6の厚さ方向に2つに分けてそれぞれ圧縮形成された正極電極接続部に超音波接合される。
The positive electrode
正極集電端子26の基部261は、一対の固定リブ252の間に挿入されて、係合爪253によって係合される。
The
正極集電端子26は、基部261の中央に正極集電突起263が突設されている。正極集電突起263は、正極集電突起絶縁体29を間に介して固定軸216の孔径部217aに嵌入される円筒状の胴部264と、胴部264の先端側を閉塞する円板形状の天板部265を有している。天板部265は、胴部264よりも薄肉に形成されており、反転端子27の変形により破断される脆弱部265a(図7A、図7Bを参照)が設けられている。脆弱部265aは、反転端子27に接合される接合部265cの外周を囲むように周状に形成された凹溝によって構成されている。凹溝は、周状に連続して形成されていてもよく、また、所定間隔をおいて破線状に形成されていてもよい。
The positive current collecting
正極集電突起絶縁体29は、例えば図5Bに示されるように、正極集電突起263の胴部264に外嵌される円筒部291と、円筒部291の基端で径方向外側に突出して固定軸216のかしめ部216aと正極集電端子26の基部261との間に介在されるフランジ部292と、円筒部291の先端で径方向内側に突出して正極集電突起263の天板部265の周端縁部に対向する対向部293を有している。対向部293は、リング状に形成されており、接合部265cを含む天板部265の中央部分を上方に向かって露出させるようになっている。
For example, as shown in FIG. 5B, the positive electrode current
正極集電端子26は、正極集電突起263が固定軸216の貫通孔217に嵌入された状態で、基部261が一対の固定リブ252の間に挟持され、係合爪253によって係合されることにより内部絶縁体25に保持される。したがって、正極集電端子26の電池蓋2に対する上下方向及び横方向の相対的な動きを規制することができ、電池蓋2に対して確実に固定することができる。
The positive
正極集電端子26は、脆弱部265aによって区画される天板部265の中央部分に反転端子27の半円形状部271の頂部が当接され、接合部265cが形成される。
In the positive electrode current collecting
反転端子27は、断面が半円形となるドーム状の半円形状部271と、半円形状部271から径方向外側に向かって放射状に拡がる平板状の拡径部272と、拡径部272の外周端縁で折曲されて軸方向に沿って半円形状部271から離反する方向に向かって立ち上がる短軸円筒状の立ち上がり部273とを有する。
The inverting
反転端子27は、半円形状部271が、電池外側から電池内側に向かって突出する、より詳しくは、位置決め穴217cから孔径部217a内に向かって突出する姿勢状態で貫通孔217内に挿入される。そして、拡径部272が貫通孔217の孔径部217aと位置決め穴217cとの段差面に対向して接面し、立ち上がり部273の外周面が位置決め穴217cの内周面に接面した状態とされる。半円形状部271は、正極集電突起絶縁体29の対向部293よりも中央位置で露出する正極集電突起263に対向し、半円形状部271の頂部が天板部265の中央部分に当接される。
The reversing
立ち上がり部273は、拡径部272から離反する方向に移行するにしたがって漸次拡径するテーパ形状を有しており、一定径を有する位置決め穴217cに圧入して嵌入される。したがって、立ち上がり部273を所定の押圧力で位置決め穴217cの内周面に押圧させて、反転端子27を貫通孔217に位置決めした状態で仮固定することができる。
The rising
そして、反転端子27は、位置決め穴217c内に仮固定された状態から、正極外部端子21にレーザ溶接される。レーザ溶接では、立ち上がり部273の外周面と位置決め穴217cの内周面との間が全周に亘って接合される。したがって、貫通孔217は、反転端子27によって完全に封止され、電池内側と電池外側に隔絶される。
The reversing
そして、反転端子27は、半円形状部271の頂部が正極集電突起263の天板部265にレーザ溶接されて接合される。
The reversing
図7Aは、正極端子構成部の要部を拡大して示した断面図、図7Bは、図7Aの矢印B方向の断面斜視図である。 FIG. 7A is an enlarged cross-sectional view showing the main part of the positive electrode terminal component, and FIG. 7B is a cross-sectional perspective view in the direction of arrow B in FIG. 7A.
正極端子構成部20は、電池の内部圧力によって反転する反転端子27とその反転した力により電気的導通を断つために、正極集電端子26の正極集電突起263に脆弱部265aが形成されている。脆弱部265aが形成される正極集電突起263の天板部265は、円筒状の胴部264の上部をプレス成形により薄肉に成形し、破断されやすい形状としている。脆弱部265aは、接合部265cの外周を囲むように周状に連続して形成されている。
In the positive
そして、図7Bに示すように、正極集電端子26の天板部265には、反転端子27側と電池内部側との圧力を等しくして差が生じないようにするための通過穴265bが設けられている。通過穴265bは、脆弱部265aと接合部265cとの間に配置されるように設けられており、円状の貫通穴が数カ所空いている。
As shown in FIG. 7B, the
図8は、図7Aに示す反転部品が反転した状態を示す断面図である。 FIG. 8 is a cross-sectional view showing a state where the reversing component shown in FIG. 7A is reversed.
反転端子27は、電池内圧の上昇によって半円形状部271が電池外部に向かって反転変形し、天板部265の接合部265cを上方に向かって引っ張りあげる。天板部265は、脆弱部265aで破断し、天板部265の一部である中央部分が胴部264側から切り離されて正極集電突起263から完全に分離される。したがって、正極集電端子26と正極外部端子21との間の電気的な接続が遮断される。反転端子27の変形によって電流の遮断がなされた場合には、反転端子27の半円形状部271が貫通孔217から上方に向かって突出しているのが目視により確認できるので、電流遮断が行われたか否かを容易に判断することができる。
In the reversing
図9は、他の実施例を示す図であり、脆弱部を持った部品が別部品の形態を示した図である。 FIG. 9 is a diagram showing another embodiment, in which a part having a weak part is shown as another part.
正極集電突起263は、基部261と別体に設けられており、溶接等により接合する構成としてもよい。例えば基部261には、係合穴261aが開口形成されており、正極集電突起263が嵌合されて、レーザ溶接により接合されて一体化される。正極端子構成部20は、基部261に正極集電突起263が接合されて正極集電端子26が組み立てられた後、図5の組立工程と同様な形態で形成される。
The positive electrode
上述した本実施の形態によれば、以下のような作用効果を奏することができる。 According to this embodiment described above, the following operational effects can be achieved.
角形二次電池D1は、正極集電端子26と正極外部端子21との間を電気的に接続し、電池缶1の内圧の上昇により変形して電気的な接続を遮断する反転端子27を有し、反転端子27は、電池蓋2の開口穴2Bに挿通される固定軸216の貫通孔217内に配置されているので、反転端子27が電池蓋2から電池缶1の内部に突出するのを防ぐことができる。したがって、電池缶内に収容できる捲回電極群の体積を減少させることなく、高容量な角形二次電池D1を得ることができる。
The prismatic secondary battery D1 has an inverting
本発明によれば、電流遮断機構となる安全部材を有しながら、電池缶内に収容できる捲回電極群の体積を減少させることなく、高容量な二次電池を提供することができる。そして、反転端子27を正極外部端子21とは別部材により構成したので、電流遮断機構を高精度且つ容易に作成することができる。
According to the present invention, it is possible to provide a high-capacity secondary battery without having to reduce the volume of the wound electrode group that can be accommodated in the battery can while having a safety member serving as a current interruption mechanism. And since the
本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。 As long as the characteristics of the present invention are not impaired, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and other forms conceivable within the scope of the technical idea of the present invention are also included in the scope of the present invention. .
D1:二次電池 1:電池缶 2:電池蓋 3;ガス排出弁 5:注液栓 6:捲回電極群 6A:正極未塗工部 6B:負極未塗工部 6C:セパレータ 6D:負極板
6E:正極板 9:絶縁シート 21:正極外部端子 217:貫通孔
217b:かしめ穴 217c:位置決め穴 22:締結部材
23:外部絶縁体 24:シール部材 25:内部絶縁体 252:固定リブ
26:正極集電端子 263:正極集電突起 265a:脆弱部 265b:圧力通過穴265c:接合部 27:反転端子 28:正極かしめ補助部材
29:正極集電突起絶縁体 31:負極外部端子 31A:負極端子位置決め穴
31B:負極かしめ穴 32:負極締結部材 33:外部絶縁体 34:シール部材
35:内部絶縁体 36:負極集電端子
D1: secondary battery 1: battery can 2: battery lid 3: gas discharge valve 5: injection plug 6:
6E: Positive electrode plate 9: Insulating sheet 21: Positive electrode external terminal 217: Through hole
217b:
23: External insulator 24: Seal member 25: Internal insulator 252: Fixed rib
26: Positive current collecting terminal 263: Positive
29: Positive current collector projection insulator 31: Negative
31B: Negative electrode caulking hole 32: Negative electrode fastening member 33: External insulator 34: Seal member 35: Internal insulator 36: Negative electrode collector terminal
Claims (10)
前記集電端子と前記外部端子との間を電気的に接続し、前記電池缶の内圧の上昇により変形して電気的な接続を遮断する反転端子を有し、
該反転端子は、前記電池蓋の開口穴に挿通される固定軸の貫通孔内に配置され、前記貫通孔の下端から前記電池缶の内部に突出していないことを特徴とする角形二次電池。 A power generation element having an electrode; a battery can that houses the power generation element; a battery lid that seals an opening of the battery can; an external terminal that is disposed on the battery lid; and the battery can that is disposed in the battery can A rectangular secondary battery having a current collecting terminal connected to an electrode of a power generation element,
Electrically connecting between the current collecting terminal and the external terminal, and having an inverting terminal that is deformed by an increase in internal pressure of the battery can and cuts off the electrical connection,
The reversing terminal is disposed in a through hole of a fixed shaft that is inserted through an opening hole of the battery lid, and does not protrude into the battery can from the lower end of the through hole .
前記半円形状部が電池外側から電池内側に向かって突出する姿勢状態で貫通孔内に配置されていることを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の角形二次電池。 The reversing terminal has a dome-shaped semicircular shape portion having a semicircular cross section,
The square secondary according to any one of claims 1 to 7, wherein the semicircular portion is disposed in the through hole in a posture state in which the semicircular portion projects from the outside of the battery toward the inside of the battery. battery.
該立ち上がり部の外周面が前記貫通孔の内周面に接面して全周に亘って接合されて、前記貫通孔を封止していることを特徴とする請求項8に記載の角形二次電池。 The reversing terminal is a flat-plate-shaped widened portion that radially expands radially outward from the semicircular-shaped portion, and the semicircular shape is bent along the axial direction by being bent at the outer peripheral edge of the widened portion. A short-axis cylindrical rising part that rises in a direction away from the part, and
9. The square-shaped two-piece structure according to claim 8, wherein an outer peripheral surface of the rising portion is in contact with an inner peripheral surface of the through hole and is joined over the entire periphery to seal the through hole. Next battery.
前記立ち上がり部は、前記半円形状部から離反する方向に移行するにしたがって漸次拡径するテーパ形状を有することを特徴とする請求項9に記載の角形二次電池。 The fixed shaft has a positioning hole having a constant diameter,
The prismatic secondary battery according to claim 9, wherein the rising portion has a tapered shape that gradually increases in diameter as it moves in a direction away from the semicircular shape portion.
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