JP6529806B2 - Secondary battery and assembled battery - Google Patents
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Description
本発明は、二次電池及び複数の二次電池を接続した組電池に関する。 The present invention relates to a secondary battery and an assembled battery in which a plurality of secondary batteries are connected.
特許文献1は、角型のリチウムイオン二次電池では、正極の芯体としてアルミニウム系金属が用いられ、負極の芯体として銅系金属が汎用的に用いられると述べている。また、正極側に溶接される正極外部電極の材料には正極と同じアルミニウム系金属が用いられ、負極側に溶接される負極外部電極の材料には負極と同じ銅系金属が用いられると述べている。 Patent Document 1 describes that in a rectangular lithium ion secondary battery, an aluminum-based metal is used as a core of a positive electrode, and a copper-based metal is generally used as a core of a negative electrode. Also, it is stated that the same aluminum-based metal as the positive electrode is used as the material of the positive electrode external electrode welded to the positive electrode side, and the same copper-based metal as the negative electrode is used as the material of the negative electrode external electrode welded to the negative electrode side There is.
本発明は、溶接を行うことによる影響を少なくできる二次電池及び組電池を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a secondary battery and an assembled battery capable of reducing the influence of welding.
本発明に係る二次電池は、正極と負極とを有する電極体と、開口部を有し、電極体を収納する外装体と、外装体の開口部を封口する封口板と、封口板に取付けられ正極と電気的に接続される正極端子と、封口板に設けられた負極端子取付孔に負極側絶縁部材を介して挿入され、負極と電気的に接続される負極端子と、を備え、負極端子の側には、負極と負極端子との間を電気的に接続する負極集電体と、負極端子に接続されアルミニウム系金属で構成される外部導電部材と、が設けられ、負極集電体は、負極端子が挿入される集電体貫通孔を有し、負極端子は、負極端子取付孔の開孔面積よりも広い外形面積を有し封口板の外面側に配置されるフランジ部及び、フランジ部の一方の面に接続される挿入部であって負極端子取付孔と集電体貫通孔とに挿入され先端側が負極集電体に接続される挿入部を含み、銅系金属で構成される第1領域とアルミニウム系金属で構成される第2領域とを有し、挿入部が第1領域で構成され、第1領域と第2領域との間の境界部がフランジ部に設けられ、第2領域に外部導電部材が接続される。 The secondary battery according to the present invention is mounted on an electrode body having a positive electrode and a negative electrode, an exterior body having an opening and accommodating the electrode body, a sealing plate for sealing the opening of the exterior body, and the sealing plate A positive electrode terminal electrically connected to the positive electrode, and a negative electrode terminal inserted in the negative electrode terminal mounting hole provided in the sealing plate via the negative electrode side insulating member and electrically connected to the negative electrode; A negative electrode current collector electrically connecting between the negative electrode and the negative electrode terminal and an external conductive member connected to the negative electrode terminal and made of an aluminum-based metal are provided on the terminal side, and the negative electrode current collector The flange portion has a current collector through hole into which the negative electrode terminal is inserted, and the negative electrode terminal has an outer area larger than the opening area of the negative electrode terminal mounting hole, and is disposed on the outer surface side of the sealing plate; An insertion portion connected to one surface of the flange portion, through the negative electrode terminal mounting hole and the current collector And the distal end side is connected to the negative electrode current collector, and has a first region made of copper-based metal and a second region made of aluminum-based metal. A region is formed, and a boundary between the first region and the second region is provided in the flange portion, and the external conductive member is connected to the second region.
本発明に係る組電池は、上記二次電池を複数接続して構成される組電池であって、隣接する二次電池における一方側の二次電池の負極端子に一端部が接続された外部導電部材の他端部が他方側の二次電池の正極端子に接続される。 An assembled battery according to the present invention is an assembled battery configured by connecting a plurality of the above-mentioned secondary batteries, and is an external conductive body having one end connected to the negative electrode terminal of the secondary battery on one side in adjacent secondary batteries. The other end of the member is connected to the other positive electrode terminal of the secondary battery.
本発明に係る二次電池及び組電池は、溶接を行うことによる影響を少なくできる。 The secondary battery and the battery assembly according to the present invention can reduce the influence of welding.
以下に図面を用いて、本発明の実施の形態を詳細に説明する。以下で述べる材質、寸法、形状等は説明のための例示であって、二次電池の仕様に応じ、適宜変更が可能である。以下では、全ての図面において対応する要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The materials, dimensions, shapes, and the like described below are examples for the purpose of explanation, and can be appropriately changed according to the specifications of the secondary battery. In the following, the corresponding elements in all the drawings are denoted by the same reference numerals and redundant description will be omitted.
図1は、二次電池10の外観斜視図である。この二次電池10は有底筒状の直方体の外装体12を有する角型リチウムイオン電池である。二次電池10の内部には、正極と負極とがセパレータを介して積層巻回されて扁平形に成形された電極体14が、非水電解液を含んで収納される。図1には、直交するXYZの3方向を示した。Z方向は外装体12の軸方向で+Z方向が外装体12の開口側である。Y軸方向は外装体12の横方向で、正極端子側が+Y方向、負極端子側が−Y方向である。X方向は外装体12の厚さ方向である。
FIG. 1 is an external perspective view of a
外装体12は、底部を有する角形の有底筒状であり、上部である+Z方向が開口する直方体の角型容器である。かかる外装体12には、金属材料を所定の形状に成形したものを用いる。外装体12に用いられる金属材料としては、アルミニウム系金属(アルミニウム、アルミニウム主体のアルミニウム合金)あるいは鉄系金属(鉄、鉄主体の鉄合金)等が好ましい。
The
図1において破線で示す電極体14は、正極と負極とがセパレータを介して積層巻回されて扁平形に成形されたもので、扁平形成形体の+Y方向の端部に正極集電体16が接続され、−Y方向の端部に負極集電体18が接続される。
The
正極は、正極芯体としての金属箔の両面に正極活物質層が形成されたものである。正極芯体としては、アルミニウム系金属箔を用いることが好ましい。アルミニウム系金属とは、アルミニウムまたはアルミニウムが主体のアルミニウム合金である。正極活物質はリチウムイオンの吸蔵と排出が可能なリチウム遷移金属酸化物を含有する。負極は、負極芯体としての金属箔の両面に負極活物質層が形成されたものである。負極芯体としては銅系金属箔を用いることが好ましい。銅系金属とは、銅または銅が主体の銅合金である。負極活物質は、炭素質材料である。セパレータはイオン透過性の材料で構成される。 The positive electrode is one in which a positive electrode active material layer is formed on both sides of a metal foil as a positive electrode core body. It is preferable to use an aluminum-based metal foil as the positive electrode core body. The aluminum-based metal is aluminum or an aluminum alloy mainly composed of aluminum. The positive electrode active material contains a lithium transition metal oxide capable of absorbing and discharging lithium ions. The negative electrode is obtained by forming a negative electrode active material layer on both sides of a metal foil as a negative electrode core body. It is preferable to use a copper-based metal foil as the negative electrode core body. The copper-based metal is copper or a copper alloy mainly composed of copper. The negative electrode active material is a carbonaceous material. The separator is composed of an ion permeable material.
非水電解液は、非水溶媒としてエチレンカーボネート(EC)、エチルメチルカーボネート(EMC)、ジメチルカーボネート(DMC)等を用い、これにヘキサフルオロリン酸リチウム(LiPF6)を電解質塩として添加したものである。 A non-aqueous electrolytic solution is prepared by adding lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ) as an electrolyte salt, using ethylene carbonate (EC), ethyl methyl carbonate (EMC), dimethyl carbonate (DMC) or the like as a non-aqueous solvent It is.
上記の組成物質は、説明のための例示であり、リチウムイオン二次電池の仕様により、これ以外の組成物質を用いることができる。 The above-mentioned composition substance is an illustration for explanation, and the composition substance other than this can be used according to the specification of a lithium ion secondary battery.
電極体14は、正極とセパレータと負極とを積層し、巻回して扁平加工される。正極集電体16は、電極体14の+Y方向端部に露出する正極芯体に接続される導電性リード端子材である。正極集電体16は、アルミニウム系金属板を加工したものを用いる。正極集電体16と正極芯体との間の接続手段には、溶接を用いる。負極集電体18は、電極体14の−Y方向端部に露出する負極芯体に接続される導電性リード端子材である。負極集電体18は、銅系金属板を加工したものを用いる。負極集電体18と負極芯体との間の接続手段には、溶接を用いる。
The
封口板20は、外装体12の開口を塞ぐ蓋板である。封口板20と外装体12とは溶接によって一体化され、内部空間に、電極体14、正極集電体16、負極集電体18等が収納される。封口板20には、外装体12と封口板20によって形成された内部空間の圧力が閾値圧力を超えるときに内部圧を開放するガス排出弁22と、電極体14等が収納された内部空間に非水電解液を注入する注液穴とその封止栓24とが設けられる。かかる封口板20は、所定の形状に加工されたアルミニウム板が用いられる。封口板20と外装体12との一体化手段としては溶接が用いられる。
The
封口板20の+Y方向の端部側に設けられる正極端子30は、二次電池10におけるプラス電極端子である。正極端子30は、樹脂製の正極側絶縁部材32を介して封口板20と電気的に絶縁される。正極端子30は、封口板20に設けられた正極端子取付孔に挿入されて正極集電体16と電気的に接続される。正極端子30には電池外部側において外部導電部材34が接続されている。そして、外部導電部材34において正極端子30が接続された位置からずれた位置にボルト36が接続されている。正極端子30と正極集電体16との間の接続等の詳細については後述する。
The
封口板20の−Y方向の端部側に設けられる負極端子40は、二次電池10におけるマイナス電極端子である。負極端子40は、樹脂製の負極側絶縁部材42を介して封口板20と電気的に絶縁される。負極端子40は、封口板20に設けられた負極端子取付孔に挿入されて負極集電体18と電気的に接続される。負極端子40には電池外部側において外部導電部材44が接続されている。そして、外部導電部材44において負極端子40が接続された位置からずれた位置にボルト46が接続されている。負極端子40と負極集電体18との間の接続等の詳細については後述する。
The
次に、封口板20に正極端子30と負極端子40とを取付ける内容について、図2から図6を用いて詳細に述べる。
Next, the contents of attaching the
最初に正極端子30側の接続構造について図2と図3を用いて説明し、次に、負極端子40側の接続構造等について図4から図7を用いて説明する。
First, the connection structure on the
図2は、二次電池10の上面図のうち、正極端子30周りを抜き出した図である。図2では、後述する負極端子40周りの図と比較しやすいように、X軸、Y軸の方向を図1と逆にした。図2には封口板20、正極端子30、正極側の絶縁部材32、正極側の外部導電部材34、正極側のボルト36が示される。図3は、図2のA−A線に沿った断面図である。図3(a)は正極端子30と外部導電部材34の溶接処理前の状態を示し、(b)は溶接処理後の状態を示す。
FIG. 2 is a diagram showing the periphery of the
図3(a)において、封口板20に設けられる正極端子取付孔50は、正極端子30が挿入される孔である。封口板20において、正極端子取付孔50の外周側に沿って凹部21が設けられる。凹部21には、絶縁部材32の一部が配置される。なお、凹部21は必須の構成ではない。また、絶縁部材32は必ずしも凹部21内に配置する必要はない。
In FIG. 3A, the positive electrode
正極集電体16に設けられる集電体貫通孔52は、正極端子30が挿入される孔である。正極端子取付孔50と集電体貫通孔52は、組立時には、2つの孔の中心軸が互いに位置合わせされる。
The current collector through
正極端子30は、フランジ部60と、フランジ部60の−Z側の面である一方の面に接続される環状の挿入部62とを含む。フランジ部60は、正極端子取付孔50の開孔面積よりも広い外形面積を有し、正極端子30において封口板20の外面側に配置される鍔状の部分である。フランジ部60の外径は、封口板20に設けられる凹部21の内径よりも小さい寸法である。環状の挿入部62は、正極端子30において、正極端子取付孔50と集電体貫通孔52に挿入される部分である。なお、フランジ部60と環状の挿入部62との間の境界を一点鎖線で示した。以下の図においても同様である。
フランジ部60の+Z側の面である他方の面に設けられる突起部64は、正極端子30と正極側の外部導電部材34とを溶接するときの溶接端部である。突起部64は、円環状に連続して設けられる。これに代えて、円環状に配置された複数の突起部64を設けてもよい。あるいは、上面に凹部を有さない柱状とすることもできる。
The
挿入部62の先端部66は、正極集電体16上で拡径されて正極集電体16上にカシメられている。これにより、正極端子30及び正極集電体16が封口板20に固定接続される。なお、カシメられた先端部66と正極集電体16を更に溶接接続することが好ましい。また、挿入部62は必ずしも環状である必要はなく、凹部を有さない柱状とすることもできる。
The
集電体側絶縁体54は、正極集電体16と封口板20との間を電気的に絶縁する絶縁部材である。集電体側絶縁体54は、図3(a)に示すように、正極集電体16の電極体14側の面である−Z側面と、集電体貫通孔52の内壁面を除いて正極集電体16の外周面を覆う。集電体側絶縁体54は、樹脂部品で構成することができる。これに代えて正極集電体16の所定の外周面を樹脂コーティングしてもよい。
The current
封口板側絶縁体56は、封口板20の正極端子取付孔50と正極端子30の外周面との間を電気的に絶縁する絶縁部材である。封口板側絶縁体56は、図3(a)に示すように、正極端子取付孔50の外周側に設けられる凹部21の底面と、正極端子30のフランジ部60の−Z側の面である一方の面との間等に沿って配置される。封口板側絶縁体56は、樹脂部品で構成することができる。これに代えて正極端子30の所定の外周面を樹脂コーティングしてもよい。
The sealing
正極側の外部導電部材34は、アルミニウム系金属の板部材である。正極側のボルト36は、隣接する角型二次電池の端子間を電気的に接続するバスバーを締結するために用いられる。正極側の外部導電部材34の−Y側の端部にボルト取付部を設けてボルト36を固定し、+Y側の端部を正極端子30と溶接処理によって接続する。このように、正極端子30とボルト36の位置をずらすことにより、ボルト36により外部導電部材34にバスバーを締結する際、トルクが正極端子30に直接加わることを防止できる。これにより、正極端子30と封口板20の間の密封性の低下や、正極端子30と正極集電体16の接続部の損傷等が防止できる。
The external
なお、上記では、正極端子30は封口板20と電気的に絶縁される構造としたが、場合によっては、正極端子30と封口板20を電気的に接続されたものとしてもよい。
Although the
図3(b)は、図3(a)の状態から突起部64と外部導電部材34との間を溶接処理した後の状態を示す図である。溶接処理は、高エネルギ線を照射するレーザ溶接を用いる。これに代えて抵抗溶接等の溶接手段を用いてもよい。ナゲット70は、突起部64と正極側の外部導電部材34との間の溶接によって形成された溶接部である。ナゲット70の形成は、突起部64の高さの範囲内で行われることが好ましい。これによって、樹脂部品等である封口板側絶縁体56に溶接の熱の影響が及ぶことを抑制でき、封口板側絶縁体56の熱変形や特性変化を抑制できる。
FIG.3 (b) is a figure which shows the state after welding-processing between the
アルミニウム系金属の正極端子30は、+Z側の端部でアルミニウム系金属製である正極側の外部導電部材34と溶接処理される。このように、正極端子30側での溶接処理は、アルミニウム系金属同士で行われ、異種金属接触による腐食が生じない。また、アルミニウム系金属の融点は比較的低いので、アルミニウム系金属間の溶接によって発生する熱も比較的少なく、アルミニウム系金属は銅系金属に比べ熱伝導性が低いので、溶接によって樹脂部品等である絶縁部材32、集電体側絶縁体54、封口板側絶縁体56に与える影響も少ない。
The
図4は、二次電池10の上面図のうち、負極端子40周りを抜き出した図である。図4のX軸、Y軸の方向は図1と同じである。図1に示すように、正極端子30周りと負極端子40周りとは、Y軸に沿って左右対称形である。したがって、図4は、X軸、Y軸方向が逆であることを除けば、図2と同じである。図4には封口板20、負極端子40、負極側の絶縁部材42、負極側の外部導電部材44、負極側のボルト46が示される。図5は、図4のB−B線に沿った断面図である。図5(a)は負極端子40と外部導電部材44の溶接処理前の状態を示し、(b)は溶接処理後の状態を示す。
FIG. 4 is a diagram showing the periphery of the
図5を図3と比較すると、負極端子40側における要素で、正極端子30側における要素と異なるのは、負極端子40である。
When FIG. 5 is compared with FIG. 3, it is the
負極端子取付孔51は、正極端子取付孔50と同じ内容であり、負極集電体18に設けられる集電体貫通孔53は、正極集電体16に設けられる集電体貫通孔52と同じ内容である。凹部21も正極側で説明した内容と同じである。
The negative electrode
負極側の集電体側絶縁体55は、正極側の集電体側絶縁体54と同じ内容である。負極側の封口板側絶縁体57は、正極側の封口板側絶縁体56と同じ内容である。
The current
負極側の外部導電部材44は正極側の外部導電部材34と同様に、アルミニウム系金属の板部材である。負極側のボルト46は、正極側のボルト36と同じ内容である。
The external
なお、ボルト46の−Z方向側である下方側において、封口板20と負極側の絶縁部材42とが互いに嵌合する部分43が設けられる。この嵌合する部分43を設けることで、ボルト46において他の部材との間で締結処理が行われるときに、負極端子40にトルクが懸ることを抑制できる。正極端子30側の図3では、この嵌合する部分の図示を省略したが、負極端子40側と同様に、ボルト36の下方側において、封口板20と正極側の絶縁部材32が互いに嵌合する部分を設けることが好ましい。
In addition, in the lower side which is the-Z direction side of
このように、負極端子40を除いて、他の要素は、正極端子30側の対応する要素と同じ内容であるので、これ以上の説明を省略する。
Thus, except for the
負極端子40は、フランジ部80と、フランジ部80の−Z側の面である一方の面に接続される環状の挿入部82とを含む。フランジ部80は、負極端子取付孔51の開孔面積よりも広い外形面積を有し、負極端子40において封口板20の外面側に配置される鍔状の部分である。フランジ部80の外径は、封口板20に設けられる凹部21の内径よりも小さい寸法である。環状の挿入部82は、負極端子40において、負極端子取付孔51と集電体貫通孔53に挿入される部分である。なお、凹部21は必須の構成ではない。
負極端子40は、材質面の構造が正極端子30と大きく異なる。負極端子40は、銅系金属で構成される第1領域90と、アルミニウム系金属で構成される第2領域92とを有する。なお、負極端子40の表面にニッケルメッキ等の金属メッキを施してもよい。フランジ部80は、第1領域90と第2領域92とが積層された構造を有する。フランジ部80の+Z側の面である他方の面側がアルミニウム系金属の第2領域92で、−Z側の面である一方の面側が銅系金属の第1領域である。フランジ部80の一方の面側の銅系金属の第1領域90に接続されて環状の挿入部82が形成される。環状の挿入部82は、銅系金属の第1領域90で構成される。
The
図6は、負極電極40を抜き出して示す図である。ただし、先端部86をカシメる前の状態である。第1領域90と第2領域92との間の境界部Cは、フランジ部80に設けられる。境界部Cは、フランジ部80の厚さ方向であるZ方向に沿って、フランジ部80の+Z側の面である一方の面から−Z側の面である他方の面に向かって、フランジ部80の厚さt0の5割以下の部分に設けられることが好ましい。換言すれば、フランジ部80の厚さt0の5割以下の厚さt1がアルミニウム系金属の第2領域92であり、5割以上の厚さt2が銅系金属の第1領域90である。これにより、境界部Cを突起部84から適当に離れた位置とすることができる。なお、境界部Cは、フランジ部80の厚さ方向であるZ方向に沿って、フランジ部80の+Z側の面である一方の面から−Z側の面である他方の面に向かって、フランジ部80の厚さt0の2割以上4割以下とすることがより好ましい。
FIG. 6 is a view extracting and showing the
特に、溶接ナゲット74全体を突起部84内に納め、即ち、溶接ナゲット74がフランジ部80に達しないようにし、フランジ部80の厚さt0に対する厚さt1の割合を2割以上4割以下とすることが好ましい。このような構成であると、外部導電部材44と負極端子40を溶接する際に生じる熱の封口板側絶縁体57への悪影響を抑制し、且つ負極端子40の導電性をより向上させることが可能となる。
In particular, pay the
図7は、負極電極40における第1領域90と第2領域92の形状についてのいくつかの変形例を示す図である。
FIG. 7 is a view showing some modifications of the shapes of the
図7(a)は、フランジ部80の外周側100において、第2領域92の外径を第1領域90の外径より小さくし、第1領域90を最外径側とした例である。即ち、フランジ部80における第2領域92の側面が第1領域90により覆われた状態となっている。逆に(b)は外周側101で第2領域92の外径を第1領域90の外径より大きくし、第2領域92を最外径側とした例である。即ち、フランジ部80における第1領域90の側面が第2領域92により覆われた状態となっている。これらの例を用いることで、フランジ部80の外周側において第1領域90と第2領域92の間の密着性が向上し、境界部Cにおける損傷発生を抑制できる。
FIG. 7A shows an example in which the outer diameter of the
図7(c)は、フランジ部80の中央領域102において、第1領域90を第2領域92の側に突き出した例である。逆に(d)は、中央領域103において、第2領域92を第1領域90の側に突き出した例である。これらの例を用いることで、フランジ部80の中央部において第1領域90と第2領域92の間の密着性が向上する。(c)においては、導電性の高い第1領域90の割合を大きくできるため、負極端子40の電気抵抗が低減される。
FIG. 7C shows an example in which the
図7(e)は、フランジ部80から挿入部82が延びる接続領域104において、挿入部82の上端部の径を広げた例である。これにより、フランジ部80と挿入部82との接続領域104における電気抵抗が低減され、機械的強度が向上する。
FIG. 7E is an example in which the diameter of the upper end portion of the
再び図5(a)に戻り、フランジ部80の+Z側の面に設けられる突起部84は、負極端子40と負極側の外部導電部材44とを溶接するときの溶接端部である。突起部84は、円環状に連続して設けられる。これに代えて、円環状に配置された複数の突起部84を設けてもよい。あるいは上面に凹部を有さない柱状とすることもできる。突起部84は、アルミニウム系金属からなる第2領域92とし、負極側の外部導電部材44もアルミニウム系金属とする。
Referring back to FIG. 5A again, the
挿入部82の−Z側先端部に設けられる先端部86は、負極集電体18上で拡径されて負極集電体18上にカシメられる。先端部86は、所定の厚さで円環状に連続して突出する。これに代えて、円環状に配置された複数の先端部86を設けてもよい。先端部86は、銅系金属からなる第1領域90とする。なお、カシメられた先端部86と負極集電体18を更に溶接接続することが好ましい。
The
図5(b)は、図5(a)の状態から負極端子40と外部導電部材44を溶接処理した後の状態を示す図である。溶接処理は、レーザ溶接が用いられる。これに代えて抵抗溶接等他の溶接手段を用いてもよい。ナゲット74は、突起部84と負極側の外部導電部材44との間の溶接によって形成された溶接部である。
FIG. 5 (b) is a view showing a state after welding processing of the
負極端子40は、+Z側の端部でアルミニウム系金属の突起部84を用いてアルミニウム系金属の負極側の外部導電部材44と溶接処理される。これにより、負極端子40と負極側の外部導電部材44との間の接続がより強固となり、信頼性の高い二次電池10となる。
The
負極端子40における第1領域90と第2領域92との間の境界部Cは、封口板20の+Z側の面である外面よりもさらに+Z側であり、非水電解液に曝されることがない。したがって、負極の電位が低い値となっても、第2領域92を構成するアルミニウム系金属と非水電解液に含まれるリチウムが合金化することを確実に防止できる。
The boundary C between the
また、アルミニウム系金属の融点は比較的低いので、アルミニウム系金属間の溶接によって発生する熱も比較的少ない。さらにアルミニウム系金属は銅系金属に比べ熱伝導性が低いので、溶接時に発生する熱が負極端子40を伝わり樹脂部品等である負極側の封口板側絶縁部材57に悪影響を与えることを抑制できる。
In addition, since the melting point of the aluminum-based metal is relatively low, the heat generated by welding between the aluminum-based metals is also relatively small. Furthermore, since the aluminum-based metal has lower thermal conductivity than the copper-based metal, it is possible to suppress that the heat generated at the time of welding is transmitted to the
第1領域90と第2領域92との間の境界部Cは、カシメ処理が行われる箇所である先端部86から離れた位置にあるので、境界部Cにカシメ処理による応力が加わることを抑制できる。
Since the boundary C between the
銅系金属はアルミニウム系金属よりも機械的強度が高い。負極端子40において、封口板20及び負極集電体18を挟み込む部分(フランジ部80の下面部、挿入部82、及び先端部86)が銅系金属により構成されるため、負極端子40及び負極集電体18がより強固に封口板20に固定接続される。
Copper-based metals have higher mechanical strength than aluminum-based metals. In the
なお、封口板側絶縁部材57は、フランジ部80の下面と封口板20の上面の間に配置される本体部57aと、本体部57aの周縁部に形成される周壁57bを備える。そして、境界部Cが周壁57bの上端部よりも下方に位置する。これにより、境界部Cが周壁57bにより覆われた状態となっている。このような構成によると、結露等により水分が負極端子近傍に生じた場合、銅系金属からなる部分とアルミニウム系金属からなる部分に跨って水滴ないし水膜が存在する状態となることを防止できる。よって、アルミニウム系金属からなる部分の腐食を抑制できる。
The sealing plate
上記の二次電池10を複数接続して組電池を構成することができる。図8は、組電池110のうち、隣接して配置される2つの二次電池112,114における接続方法を示す平面図である。ここでは、隣接する2つの二次電池112,114のうちの一方側の二次電池112の負極端子40と、他方側の二次電池114の正極端子30とがX方向に沿って向かい合うように配置される。負極端子40と正極端子30とを接続するには、バスバー116を用いる。バスバー116は、外部導電部材の1種である。バスバー116は、アルミニウム系金属で形成される。換言すると、隣接する二次電池112,114における一方側の二次電池112の負極端子40に一端部が溶接接続された外部導電部材としてのバスバー116の他端部が、他方側の二次電池114の正極端子30に溶接接続される。これを繰り返すことによって、二次電池10を予め定めた所定数で直列接続された組電池110とすることができる。
A plurality of the above-described
図8では複数の二次電池10を互いに直列接続する場合を述べたが、複数の二次電池10を互いに並列接続するときは、互いに隣接する2つの二次電池112,114のそれぞれの正極端子30同士を正極側バスバーである外部導電部材で順次接続し、それぞれの負極端子40同士を負極側バスバーである外部導電部材で順次接続する。
Although the case where several
10,112,114 二次電池、12 外装体、14 電極体、16 正極集電体、18 負極集電体、20 封口板、21 凹部、22 ガス排出弁、24 封止栓、30 正極端子、32 (正極側)絶縁部材、34 (正極側)外部導電部材、36 (正極側)ボルト、40 負極端子、42 (負極側)絶縁部材、43 嵌合する部分、44 (負極側)外部導電部材、46 (負極側)ボルト、50 正極端子取付孔、51 負極端子取付孔、52 (正極)集電体貫通孔、53 (負極)集電体貫通孔、54 (正極)集電体側絶縁体、55 (負極)集電体側絶縁体、56 (正極側)封口板側絶縁体、57 (負極側)封口板側絶縁体、60 (正極端子の)フランジ部、62 (正極端子の)挿入部、64 (正極端子の)突起部、66 (正極端子の)先端部、70,74 ナゲット、80 (負極端子の)フランジ部、82 (負極端子の)挿入部、84 (負極端子の)突起部、86 (負極端子の)先端部、90 第1領域、92 第2領域、100,101 外周側、102,103 中央領域、104 接続領域、110 組電池、116 バスバー。 10, 112, 114 secondary battery, 12 outer package, 14 electrode body, 16 positive electrode current collector, 18 negative electrode current collector, 20 sealing plate, 21 recess, 22 gas discharge valve, 24 sealing plug, 30 positive electrode terminal, 32 (positive electrode side) insulating member, 34 (positive electrode side) external conductive member, 36 (positive electrode side) bolt, 40 negative electrode terminal, 42 (negative electrode side) insulating member, 43 fitting portion, 44 (negative electrode side) external conductive member , 46 (negative electrode side) bolt, 50 positive electrode terminal mounting hole, 51 negative electrode terminal mounting hole, 52 (positive electrode) current collector through hole, 53 (negative electrode) current collector through hole, 54 (positive electrode) current collector side insulator, 55 (negative electrode) current collector side insulator, 56 (positive electrode side) sealing plate side insulator, 57 (negative electrode side) sealing plate side insulator, 60 (positive electrode terminal) flange portion, 62 (of positive electrode terminal) insertion portion, 64 (for positive electrode terminal), 66 (for positive electrode terminal) Of the pole terminal), 70, 74 nugget, 80 (for the negative terminal) flange, 82 (for the negative terminal) insert, 84 (for the negative terminal), projection (for the negative terminal) 86, 90th 1 area, 92 second area, 100, 101 outer peripheral side, 102, 103 central area, 104 connection area, 110 assembled battery, 116 bus bar.
Claims (18)
開口部を有し、前記電極体を収納する外装体と、
前記外装体の前記開口部を封口する封口板と、
前記封口板に取付けられ前記正極と電気的に接続される正極端子と、
前記封口板に設けられた負極端子取付孔に負極側絶縁部材を介して挿入され、前記負極と電気的に接続される負極端子と、
を備え、
前記負極端子の側には、
前記負極と前記負極端子との間を電気的に接続する負極集電体と、
前記負極端子に接続されアルミニウム系金属で構成される外部導電部材と、
が設けられ、
前記負極集電体は、前記負極端子が挿入される集電体貫通孔を有し、
前記負極端子は、
前記負極端子取付孔の開孔面積よりも広い外形面積を有し前記封口板の外面側に配置されるフランジ部及び、前記フランジ部の一方の面に接続される挿入部であって前記負極端子取付孔と前記集電体貫通孔とに挿入され先端側が前記負極集電体に接続される挿入部を含み、
銅系金属で構成される第1領域とアルミニウム系金属で構成される第2領域とを有し、
前記挿入部が前記第1領域で構成され、前記第1領域と前記第2領域との間の境界部が前記フランジ部に設けられ、前記第2領域に前記外部導電部材が溶接接続され、
前記境界部は、前記フランジ部の厚さ方向において前記フランジ部の他方の面から前記一方の面に向かって前記フランジ部の厚さの2割以上4割以下の部分に設けられる二次電池。 An electrode body having a positive electrode and a negative electrode;
An exterior body having an opening and housing the electrode body;
A sealing plate for sealing the opening of the exterior body;
A positive electrode terminal attached to the sealing plate and electrically connected to the positive electrode;
A negative electrode terminal inserted into the negative electrode terminal attachment hole provided in the sealing plate via a negative electrode side insulating member and electrically connected to the negative electrode;
Equipped with
The side of the negative terminal is
An anode current collector electrically connecting between the anode and the anode terminal;
An external conductive member connected to the negative electrode terminal and made of an aluminum-based metal;
Is provided,
The negative electrode current collector has a current collector through hole into which the negative electrode terminal is inserted,
The negative terminal is
A flange portion having an outer area larger than the opening area of the negative electrode terminal attachment hole, and an insertion portion connected to one surface of the flange portion disposed on the outer surface side of the sealing plate, the negative electrode terminal And an insertion portion inserted into the mounting hole and the current collector through hole and having a tip end connected to the negative electrode current collector,
A first region composed of a copper-based metal and a second region composed of an aluminum-based metal,
The insertion portion includes the first region, a boundary between the first region and the second region is provided in the flange portion, and the external conductive member is connected by welding to the second region.
The said boundary part is a secondary battery provided in 20 to 40% of the thickness of the said flange part toward the said one surface from the other surface of the said flange part in the thickness direction of the said flange part .
前記境界部は前記周壁の上端よりも下方に配置される請求項1から4のいずれかに記載の二次電池。 The negative electrode side insulating member has a main body portion disposed between the flange portion and the sealing plate, and a peripheral wall provided on a peripheral portion of the main body portion.
The secondary battery according to any one of claims 1 to 4 , wherein the boundary portion is disposed below an upper end of the peripheral wall.
前記外部導電部材により、隣接する前記二次電池における一方側の前記二次電池の前記負極端子と他方側の前記二次電池の前記正極端子が接続された組電池。 A constructed battery pack by connecting a plurality of secondary batteries of any crab claimed in claim 1 3, 5,
An assembled battery in which the negative electrode terminal of the secondary battery on one side of the adjacent secondary battery and the positive electrode terminal of the secondary battery on the other side are connected by the external conductive member.
開口部を有し、前記電極体を収納する外装体と、An exterior body having an opening and housing the electrode body;
前記外装体の前記開口部を封口する封口板と、A sealing plate for sealing the opening of the exterior body;
前記封口板に取付けられ前記正極と電気的に接続される正極端子と、A positive electrode terminal attached to the sealing plate and electrically connected to the positive electrode;
前記封口板に設けられた負極端子取付孔に負極側絶縁部材を介して挿入され、前記負極と電気的に接続される負極端子と、A negative electrode terminal inserted into the negative electrode terminal attachment hole provided in the sealing plate via a negative electrode side insulating member and electrically connected to the negative electrode;
を備え、Equipped with
前記負極端子の側には、The side of the negative terminal is
前記負極と前記負極端子との間を電気的に接続する負極集電体と、An anode current collector electrically connecting between the anode and the anode terminal;
前記負極端子に接続されアルミニウム系金属で構成される外部導電部材と、An external conductive member connected to the negative electrode terminal and made of an aluminum-based metal;
が設けられ、Is provided,
前記負極集電体は、前記負極端子が挿入される集電体貫通孔を有し、The negative electrode current collector has a current collector through hole into which the negative electrode terminal is inserted,
前記負極端子は、The negative terminal is
前記負極端子取付孔の開孔面積よりも広い外形面積を有し前記封口板の外面側に配置されるフランジ部及び、前記フランジ部の一方の面に接続される挿入部であって前記負極端子取付孔と前記集電体貫通孔とに挿入され先端側が前記負極集電体に接続される挿入部を含み、A flange portion having an outer area larger than the opening area of the negative electrode terminal attachment hole, and an insertion portion connected to one surface of the flange portion disposed on the outer surface side of the sealing plate, the negative electrode terminal And an insertion portion inserted into the mounting hole and the current collector through hole and having a tip end connected to the negative electrode current collector,
銅系金属で構成される第1領域とアルミニウム系金属で構成される第2領域とを有し、A first region composed of a copper-based metal and a second region composed of an aluminum-based metal,
前記挿入部が前記第1領域で構成され、前記第1領域と前記第2領域との間の境界部が前記フランジ部に設けられ、前記第2領域に前記外部導電部材が溶接接続され、The insertion portion includes the first region, a boundary between the first region and the second region is provided in the flange portion, and the external conductive member is connected by welding to the second region.
前記負極側絶縁部材は、前記フランジ部の前記一方の面と前記封口板の外面の間に配置される本体部と、前記本体部の周縁部に設けられる周壁を有し、 The negative electrode side insulating member has a main body portion disposed between the one surface of the flange portion and an outer surface of the sealing plate, and a peripheral wall provided on a peripheral portion of the main body portion.
前記周壁は、前記フランジ部の側面と対向し、The peripheral wall faces the side surface of the flange portion,
前記境界部は前記周壁の上端よりも下方に配置された二次電池。The said boundary part is a secondary battery arrange | positioned downward rather than the upper end of the said surrounding wall.
前記境界部の中央領域が、前記フランジ部の厚み方向において、前記フランジ部の前記一方の面よりも、前記フランジ部の前記他方の面側に位置する請求項8に記載の二次電池。9. The secondary battery according to claim 8, wherein a central region of the boundary portion is positioned closer to the other surface of the flange portion than the one surface of the flange portion in the thickness direction of the flange portion.
開口部を有し、前記電極体を収納する外装体と、
前記外装体の前記開口部を封口する封口板と、
前記封口板に取付けられ前記正極と電気的に接続される正極端子と、
前記封口板に設けられた負極端子取付孔に負極側絶縁部材を介して挿入され、前記負極と電気的に接続される負極端子と、
を備え、
前記負極端子の側には、
前記負極と前記負極端子との間を電気的に接続する負極集電体と、
前記負極端子に接続されアルミニウム系金属で構成される外部導電部材と、
が設けられ、
前記負極集電体は、前記負極端子が挿入される集電体貫通孔を有し、
前記負極端子は、
前記負極端子取付孔の開孔面積よりも広い外形面積を有し前記封口板の外面側に配置されるフランジ部及び、前記フランジ部の一方の面に接続される挿入部であって前記負極端子取付孔と前記集電体貫通孔とに挿入され先端側が前記負極集電体に接続される挿入部を含み、
銅系金属で構成される第1領域とアルミニウム系金属で構成される第2領域とを有し、
前記挿入部が前記第1領域で構成され、前記第1領域と前記第2領域との間の境界部が前記フランジ部に設けられ、前記第2領域に前記外部導電部材が溶接接続され、
前記負極端子の径方向における中央領域において、前記第1領域及び前記第2領域の一方が、前記第1領域及び前記第2領域の他方側に突き出すように前記境界部が形成されている二次電池。 An electrode body having a positive electrode and a negative electrode;
An exterior body having an opening and housing the electrode body;
A sealing plate for sealing the opening of the exterior body;
A positive electrode terminal attached to the sealing plate and electrically connected to the positive electrode;
A negative electrode terminal inserted into the negative electrode terminal attachment hole provided in the sealing plate via a negative electrode side insulating member and electrically connected to the negative electrode;
Equipped with
The side of the negative terminal is
An anode current collector electrically connecting between the anode and the anode terminal;
An external conductive member connected to the negative electrode terminal and made of an aluminum-based metal;
Is provided,
The negative electrode current collector has a current collector through hole into which the negative electrode terminal is inserted,
The negative terminal is
A flange portion having an outer area larger than the opening area of the negative electrode terminal attachment hole, and an insertion portion connected to one surface of the flange portion disposed on the outer surface side of the sealing plate, the negative electrode terminal And an insertion portion inserted into the mounting hole and the current collector through hole and having a tip end connected to the negative electrode current collector,
A first region composed of a copper-based metal and a second region composed of an aluminum-based metal,
The insertion portion includes the first region, a boundary between the first region and the second region is provided in the flange portion, and the external conductive member is connected by welding to the second region.
In the central region of the negative electrode terminal in the radial direction, the boundary is formed such that one of the first region and the second region protrudes to the other side of the first region and the second region. battery.
開口部を有し、前記電極体を収納する外装体と、
前記外装体の前記開口部を封口する封口板と、
前記封口板に取付けられ前記正極と電気的に接続される正極端子と、
前記封口板に設けられた負極端子取付孔に負極側絶縁部材を介して挿入され、前記負極と電気的に接続される負極端子と、
を備え、
前記負極端子の側には、
前記負極と前記負極端子との間を電気的に接続する負極集電体と、
前記負極端子に接続されアルミニウム系金属で構成される外部導電部材と、
が設けられ、
前記負極集電体は、前記負極端子が挿入される集電体貫通孔を有し、
前記負極端子は、
前記負極端子取付孔の開孔面積よりも広い外形面積を有し前記封口板の外面側に配置されるフランジ部及び、前記フランジ部の一方の面に接続される挿入部であって前記負極端子取付孔と前記集電体貫通孔とに挿入され先端側が前記負極集電体に接続される挿入部を
含み、
銅系金属で構成される第1領域とアルミニウム系金属で構成される第2領域とを有し、
前記挿入部が前記第1領域で構成され、前記第1領域と前記第2領域との間の境界部が前記フランジ部に設けられ、前記第2領域に前記外部導電部材が溶接接続され、
前記フランジ部における前記第1領域及び前記第2領域の一方の側面が、前記第1領域及び前記第2領域の他方で覆われた二次電池。 An electrode body having a positive electrode and a negative electrode;
An exterior body having an opening and housing the electrode body;
A sealing plate for sealing the opening of the exterior body;
A positive electrode terminal attached to the sealing plate and electrically connected to the positive electrode;
A negative electrode terminal inserted into the negative electrode terminal attachment hole provided in the sealing plate via a negative electrode side insulating member and electrically connected to the negative electrode;
Equipped with
The side of the negative terminal is
An anode current collector electrically connecting between the anode and the anode terminal;
An external conductive member connected to the negative electrode terminal and made of an aluminum-based metal;
Is provided,
The negative electrode current collector has a current collector through hole into which the negative electrode terminal is inserted,
The negative terminal is
A flange portion having an outer area larger than the opening area of the negative electrode terminal attachment hole, and an insertion portion connected to one surface of the flange portion disposed on the outer surface side of the sealing plate, the negative electrode terminal And an insertion portion inserted into the mounting hole and the current collector through hole and having a tip end connected to the negative electrode current collector,
A first region composed of a copper-based metal and a second region composed of an aluminum-based metal,
The insertion portion includes the first region, a boundary between the first region and the second region is provided in the flange portion, and the external conductive member is connected by welding to the second region.
The secondary battery in which one side face of the first area and the second area in the flange portion is covered with the other of the first area and the second area .
前記境界部の端部が前記フランジ部の前記一方の面に位置する請求項16に記載の二次電池。The secondary battery according to claim 16, wherein an end of the boundary portion is located on the one surface of the flange portion.
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