JP6261649B2 - 二次電池 - Google Patents

Description

本発明は電池分野に関し、特に二次電池に関する。

図１２乃至図１４は従来技術における二次電池の組立を示す模式図であり、ここで、図１２には従来技術における二次電池の電極ラグが折り曲げられる前に電極ラグと電極ポールとの接続を示す模式図が示されている。図１３は従来技術における二次電池の斜視図であり、図１４は図１３における円形部分の拡大図である。

図に示すように、従来技術において、接続片３は一端が電極ラグ２２と溶接されており、他の一端が電極ポール１１と溶接され、且つ接続片３は電極ラグ２２と溶接された後、電極ラグを折り曲げる工程があり、接続片３と電極ラグ２２とを溶接した部位に電極ラグ２２を奥側へ１８０度折り曲げる必要があり（即ち、図１４に示すように、二回折り曲げることで、水平でＵ形に形成される）、また、接続片３も１８０度折り曲げ（同様に水平でＵ形に形成される）、接続片３と電極ラグ２２とが互いに挟み込むようにする。そのため、接続片３及び電極ラグ２２の折り曲げ性能に対する要求が高い。接続片３が折り曲げられた箇所で疲労き裂、ひいては断裂が生じやすいため、接続片３の寿命に影響する。なお、電極ラグ２２は二回折り曲げられることによって、接続片３から離間する電極ラグ２２の箇所（即ち、電極ラグ２２におけるベアセル２の本体２１に接続された箇所）は折り曲げられる中に引っ張られやすくなり、電極ラグ２２が該部位で破裂することを招くおそれがある。また、接続片３の１８０度折り曲げ、及び電極ラグ２２の二回折り曲げにより、作業工程が増え、生産コストが上昇し、生産効率を低下させ、接続片と電極ラグのＵ形折り曲げは、ベアセル２の本体２１に大きな空間を占めることになり、二次電池のエネルギー密度の向上に不利である。

背景技術に述べた課題を鑑みて、本発明の一つの目的は、接続片の折り曲げ性能要求を低下させ、折り曲げ疲労によるチッピング及び断裂のリスクを大きく低減させる二次電池を提供することである。

本発明のもう一つの目的は、電極ラグの折り曲げ性能要求を低下させ、折り曲げ疲労による断裂のリスクを大きく低減させる二次電池を提供することである。

本発明のもう一つの目的は、生産コストを低減させ、生産効率を向上させるとともに、二次電池の全体における利用可能な空間の高さをおおきくすることができる二次電池を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明は、電極ポールが設置されるヘッドカバーと、少なくとも一つのベアセルとを備え、前記ベアセルが本体、及び本体に電気的に接続されるとともに本体から延在される電極ラグを備える二次電池を提供している。ここで、二次電池は、さらに接続片を備える。接続片はヘッドカバーと平行し、ヘッドカバーの厚さ方向における内側に位置し、接続片の縦方向はヘッドカバーの長さ方向Ｌに平行し、接続片の横方向はヘッドカバーの幅方向に平行し、該接続片は、ベアセルにおける対応する電極ラグと溶接するための電極ラグ溶接部と、電極ポール溶接部とを備え、該電極ポール溶接部は、接続片の縦方向に電極ラグ溶接部に接続され、且つ、対応する電極ポールをベアセルにおける対応する電極ラグと電気的に接続するように、ヘッドカバーにおける対応する電極ポールと溶接するために用いられる。

本発明は以下の有益な効果を有する。
本発明に係る二次電池において、ベアセルにおける対応する電極ラグは、接続片の電極ラグ溶接部に溶接され、ヘッドカバーにおける対応する電極ポールは接続片の電極ポール溶接部に溶接されることにより、対応する電極ポールとベアセルにおける対応する電極ラグとの間の電気的接続を実現する。また、接続片は、電気的に接続される中に、接続片が折り曲げられる必要がなく、これにより、接続片の折り曲げ性能要求が完全になくなり、接続片の折り曲げ疲労によって生じるチッピング及び接続片の折り曲げ疲労によって接続片が断裂するリスクをなくす。なお、本発明に係る二次電池は、接続片のような構造を採用することにより、二次電池全体における利用可能な空間の高さを大きくし、且つ生産効率を向上させ、生産コストを低減させる。

本発明に係る二次電池の接続片の一つの実施例を示す立面拡大図である。 図１における一つの接続片を示す平面図である。 本発明に係る二次電池の接続片がベアセルと溶接される前の一立面図である。 本発明に係る二次電池の接続片がベアセルと溶接される前の平面図であり、ここで、二つの電極ラグ溶接部は、対応する１対の電極ラグを挟み込んでいる。 本発明に係る二次電池の接続片がベアセル及びヘッドカバーと溶接されているときの平面図であり、ここで、ヘッドカバーの局所的三次元座標のみが図示されている。 本発明に係る二次電池の接続片がベアセル及びヘッドカバーと溶接されてから折り曲げられた正面図であり、ここで、ヘッドカバーの局所的二次元座標のみが図示されている。 図６における円形部分の拡大図であり、ここで、ヘッドカバーの局所的二次元座標のみが図示されている。 図６の左側面図であり、ここで、ヘッドカバーの局所的二次元座標のみが図示されている。 図８における円形部分の拡大図であり、ここで、ヘッドカバーの局所的二次元座標のみが図示されている。 図２の一変形図である。 図１０の一変形図である。 従来技術における二次電池の組立を示す模式図であり、従来技術における二次電池の電極ラグが折り曲げられる前の、電極ラグと電極ポールとの接続を示す模式図である。 従来技術における二次電池の組立を示す模式図であり、従来技術における二次電池の斜視図でありる。 従来技術における二次電池の組立を示す模式図であり、図１３における円形部分の拡大図である。

以下、図面を参照しながら、本発明に係る二次電池について詳しく説明する。

図１乃至図１１を参照し、本発明に係る二次電池はヘッドカバー１及び少なくとも一つのベアセル２を備え、ヘッドカバー１には電極ポール１１が設置され、各ベアセル２は本体２１、及び本体２１に電気的に接続されるとともに本体２１から延在される電極ラグ２２を備える。ここで、二次電池はさらに接続片３を備える。接続片３は、ヘッドカバー１と平行し、ヘッドカバー１の厚さ方向Ｔにおける内側に位置し（図５において、内側は紙面から出る側であり、図６乃至図９において、内側はヘッドカバー１の厚さ方向Ｔの下方である）、接続片３の縦方向Ｌ´はヘッドカバー１の長さ方向Ｌと平行し、接続片３の横方向Ｗ´はヘッドカバー１の幅方向Ｗと平行し、該接続片３は、ベアセル２における対応する電極ラグ２２と溶接するための電極ラグ溶接部３１と、接続片３の縦方向Ｌ´に電極ラグ溶接部３１に接続され、且つ、対応する電極ポール１１をベアセル２における対応する電極ラグ２２と電気的に接続するように、ヘッドカバー１における対応する電極ポール１１と溶接するための電極ポール溶接部３２を有する。

本発明に係る二次電池において、ベアセル２における対応する電極ラグ２２は接続片３の電極ラグ溶接部３１に溶接され、ヘッドカバー１における対応する電極ポール１１は電極ポール溶接部３２に溶接されることにより、対応する電極ポール１１とベアセル２における対応する電極ラグ２２との間の電気的接続を実現する。また、接続片３は電気的に接続される中に、接続片３が折り曲げられる必要がなく、これにより、接続片３の折り曲げ性能要求が完全になくなり、接続片３の折り曲げ疲労によって生じるチッピング及び接続片３の折り曲げ疲労によって接続片３が断裂するリスクをなくす。なお、本発明に係る二次電池は、接続片３のような構造を採用することにより、二次電池全体における利用可能な空間の高さを大きくし、且つ生産効率を向上させ、生産コストを低減させる。

なお、接続片３の厚さ方向Ｔ´はヘッドカバー１の厚さ方向Ｔと平行する。

本発明に係る二次電池では、一実施例において、図３乃至図５を参照し、ベアセル２の電極ラグ２２はベアセル２の本体２１と平行し、且つヘッドカバー１の幅方向Ｗと平行するとともに、本体２１からストレートに延在される。このような設計を採用する場合、平板電池の使用に非常に適用し、このような二次電池を用いる電子装置の薄型化に有利である。一の実施例において、図３乃至図５を参照し、ベアセル２は二つであり、二つのベアセル２の本体２１はヘッドカバー１の幅方向Ｗと平行し、且つ接続片３の、ヘッドカバー１の幅方向Ｗと平行する横方向Ｗ´の両側に位置して、一方のベアセル２の一つの電極ラグ２２と他方のベアセル２の一つの電極ラグ２２はヘッドカバー１の幅方向Ｗに対応する一つの接続片３の電極ラグ溶接部３１と電気的に接続されている。このような設計を採用する場合、平板電池の使用に非常に適用し、このような二次電池を用いる電子装置の薄型化に有利である。なお、ベアセル２の個数はこれに限定されなく、二つ以上であってもよい。ベアセル２の個数は二つ以上である場合、ベアセル２はヘッドカバー１の幅方向Ｗと平行する横方向の両側に配設し、且つ両側に配設しているベアセル２の個数、厚さは異なってもよく、ベアセル２が両側で重ね合わせてなる高さが合致することを確保すればよい。

一つの実施例において、図３乃至図５を参照し、二つのベアセル２は接続片３におけるヘッドカバー１の長さ方向Ｌと平行する縦方向の中心軸線Ｃに対して対称している。

一つの実施例において、図６乃至図９を参照し、ベアセル２の本体２１はヘッドカバー１の厚さ方向Ｔに立設されている。ベアセル２の各電極ラグ２２は、ヘッドカバー１の幅方向Ｗと平行し、且つ電極ラグ溶接部３１に溶接されている平部２２１と、本体２１と平行に延伸し、且つ平部２２１と逆のＬ形になるように、平部２２１に接続されている立部２２２を有する。このとき、各電極ラグ２２は一回のみ折り曲げられ、これにより、電極ラグ２２の折り曲げ性能要求を低下させ、折り曲げ疲労による断裂のリスクを大きく減少させ、生産コストを低減させ、生産効率を向上させるとともに、二次電池全体の利用可能な空間の高さを大きくする。なお、図９において、電極ラグ２２の折り曲げは図１３の折り曲げと類似し、即ち図９における電極ラグ２２は二回折り曲げれられ、水平でＵ形に形成されるが、本発明において、電極ラグ２２は本体２１に対向して設置されることにより、一回のみ折り曲げられることで、逆のＬ形に形成される。

一つの実施例において、ベアセル２は二つであってもよく、ヘッドカバー１の幅方向Ｗに沿って並列配列され、一方のベアセル２の一つの電極ラグ２２の平部２２１と他方のベアセル２の一つの電極ラグ２２の平部２２１とは対応する一つの接続片３の電極ラグ溶接部３１に溶接されている。但し、これに限定されなく、ベアセル２は二つ以上であってもよい。ベアセル２の個数が二つ以上である場合、すべてのベアセル２はいずれもヘッドカバー１の幅方向Ｗに沿って並列配列され、すべてのベアセル２の電極ラグ２２の平部２２１は重ね合わせるとともに、対応する一つの接続片３の電極ラグ溶接部３１に溶接されている。

一つの実施例において、対応する一つの電極ラグ２２及び対応する一つの電極ポール１１は、接続片３が一つであってもよい。

一つの実施例において、接続片３は単層の金属片であってもよい。

一つの実施例において、接続片３は多層の金属片であってもよい。さらに、多層の金属片の厚さは同じであってもよく、異なっても良い。

一つの実施例において、ベアセル２の一つの電極ラグ２２は一つの接続片３における多層の金属片の任意の二層の間に挟み込まれてもよい。

一つの実施例において、図１及び図２を参照し、対応する一つの電極ラグ２２及び対応する一つの電極ポール１１は、接続片３は二つであってもよい。図３乃至図９を参照し、対応する一つの電極ラグ２２及び対応する一つの電極ポール１１は、ベアセル２の一つの電極ラグ２２が二つの接続片３の電極ラグ溶接部３１の間に挟み込まれ、二つの接続片３の電極ポール溶接部３２が二次電池の厚さ方向Ｔに重ね合わせて固定されることで、二つ接続片３が一体となるようにされる。

一つの実施例において、上記二つの接続片３の厚さは同じである。

一つの実施例において、各接続片３は単層の金属片であってもよい。

一つの実施例において、各接続片３は多層の金属片であってもよい。さらに、多層の金属片の厚さは同じであってもよく、異なっても良い。

一つの実施例において、各接続片３の形状は矩形、円形、楕円形、弧形、方形又は角丸めの矩形であってもよい。但し、これらに限られず、各接続片３の形状は他の形状であってもよい。

一つの実施例において、図１乃至図５及び図１０、図１１を参照し、接続片３はさらに、電極ラグ溶接部３１と電極ポール溶接部３２との間に位置し、電極ラグ溶接部３１と電極ポール溶接部３２とを連結する遷移部３３を備えてもよい。

一つの実施例において、図１乃至図５及び図１０を参照し、遷移部３３は電極ラグ溶接部３１と電極ポール溶接部３２とは凹部を形成することができる。凹部を配置することにより、材料を節約することができ、特に、対応する一つの電極ラグ２２及び対応する一つの電極ポール１１は、二つの接続片３（図１及び図３乃至図５を参照して）を使用する場合、そのうちの一つの接続片３は、電極ラグ２２を挟み込むために、折り曲げられる必要があり、凹部を配置することにより、さらに該接続片３の折り曲げや平置きを容易に実行するようになる。該実施例において、凹部の配置は本発明における一つの好ましい遷移部の形態であり、当然ながら、これに限られず、電極ラグ溶接部３１と電極ポール溶接部３２との各自の幅及び形状の違いに基づき、遷移部のサイズ及び形態は適当に変更することもできる。

一つの実施例において、図１０及び図１１を参照し、遷移部３３は、電極ラグ溶接部３１と電極ポール溶接部３２との間に設けられる開孔３３１を備えてもよい。開孔３３１を設置することで、材料を節約することができ、特に、対応する一つの電極ラグ２２及び対応する一つの電極ポール１１は、二つの接続片３を使用する場合、一方の接続片３は、電極ラグ２２を挟み込むために、折り曲げられる必要があり、開孔３３１を設置することにより、さらに該接続片３の折り曲げや平置きを容易に実行するようになる。

なお、特に説明がない限り、接続片３、電極ラグ２２、電極ポール１１などはいずれも導電性を有する。さらに、接続片３、電極ラグ２２、電極ポール１１は金属により製造することができる。

１ ヘッドカバー
１１ 電極ポール
２ ベアセル
２１ 本体
２２ 電極ラグ
２２１ 平部
２２２ 立部
３ 接続片
３１ 電極ラグ溶接部
３２ 電極ポール溶接部
３３ 遷移部
３３１ 開孔
Ｌ ヘッドカバーの長さ方向
Ｗ ヘッドカバーの幅方向
Ｔ ヘッドカバーの厚さ方向
Ｔ´ 接続片の厚さ方向
Ｗ´ 接続片の横方向
Ｌ´ 接続片の縦方向
Ｃ 縦方向の中心軸線

Claims (9)

1. 電極ポール（１１）が設置されるヘッドカバー（１）と、少なくとも一つのベアセル（２）とを備え、前記ベアセル（２）が本体（２１）、及び本体（２１）に電気的に接続されるとともに本体（２１）から延在される電極ラグ（２２）を備える二次電池であって、
   前記二次電池は、さらに接続片（３）を備え、
   前記接続片（３）は、ヘッドカバー（１）と平行するとともに、ヘッドカバー（１）の厚さ方向（Ｔ）における内側に位置し、接続片（３）の縦方向（Ｌ´）はヘッドカバー（１）の長さ方向（Ｌ）と平行し、接続片（３）の横方向（Ｗ´）はヘッドカバー（１）の幅方向（Ｗ）と平行し、
   前記接続片（３）は、ベアセル（２）における対応する電極ラグ（２２）と溶接されるための電極ラグ溶接部（３１）と、電極ポール溶接部（３２）とを備え、
   前記電極ポール溶接部（３２）は、接続片（３）の縦方向（Ｌ´）に電極ラグ溶接部（３１）に接続され、且つ、対応する電極ポール（１１）をベアセル（２）における対応する電極ラグ（２２）と電気的に接続するように、ヘッドカバー（１）における対応する電極ポール（１１）と溶接するために用いられ、
   ベアセル（２）の各電極ラグ（２２）は、
   ヘッドカバー（１）の幅方向（Ｗ）と平行し、電極ラグ溶接部（３１）に溶接されている平部（２２１）を有し、
   ベアセル（２）は、二つであり、ヘッドカバー（１）の幅方向（Ｗ）に並列配列され、一方のベアセル（２）の一つの電極ラグ（２２）の平部（２２１）と他方のベアセル（２）の一つの電極ラグ（２２）の平部（２２１）は、対応する一つの接続片（３）の電極ラグ溶接部（３１）に溶接されている、
   ことを特徴とする二次電池。
2. ベアセル（２）は二つであり、二つのベアセル（２）の本体（２１）はヘッドカバー（１）の幅方向（Ｗ）と平行し、且つ接続片（３）におけるヘッドカバー（１）の幅方向（Ｗ）と平行する横方向（Ｗ´）の両側に位置し、一方のベアセル（２）の一つの電極ラグ（２２）と他方のベアセル（２）の一つの電極ラグ（２２）は、ヘッドカバー（１）の幅方向（Ｗ）に対応する一つの接続片（３）の電極ラグ溶接部（３１）に電気的に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の二次電池。
3. 二つベアセル（２）は、接続片（３）におけるヘッドカバー（１）の長さ方向（Ｌ）と平行する縦方向の中心軸線（Ｃ）に対して対称していることを特徴とする請求項２に記載の二次電池。
4. ベアセル（２）の本体（２１）はヘッドカバー（１）の厚さ方向（Ｔ）に立設され、
   ベアセル（２）の各電極ラグ（２２）は、
   本体（２１）と平行に延伸し、且つ平部（２２１）と逆のＬ形になるように平部（２２１）に接続されている立部（２２２）を有する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の二次電池。
5. 対応する一つの電極ラグ（２２）及び対応する一つの電極ポール（１１）は、接続片（３）が一つであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の二次電池。
6. 対応する一つの電極ラグ（２２）及び対応する一つの電極ポール（１１）は、接続片（３）が二つであり、
   対応する一つの電極ラグ（２２）及び対応する一つの電極ポール（１１）は、ベアセル（２）の一つの電極ラグ（２２）が二つの接続片（３）の電極ラグ溶接部（３１）の間に挟み込まれ、二つの接続片（３）の電極ポール溶接部（３２）が二次電池の厚さ方向（Ｔ）に重ね合わせて固定されることで、二つ接続片（３）が一体となるようにされる、
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一つに記載の二次電池。
7. 各接続片（３）は単層の金属片であることを特徴とする請求項１に記載の二次電池。
8. 各接続片（３）は多層の金属片であることを特徴とする請求項１に記載の二次電池。
9. 接続片（３）はさらに遷移部（３３）を備え、
   遷移部（３３）は電極ラグ溶接部（３１）と電極ポール溶接部（３２）との間に位置し、電極ラグ溶接部（３１）と電極ポール溶接部（３２）とを連結する、
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一つに記載の二次電池。