JP6642287B2 - Cylindrical stacked battery - Google Patents
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Description
この発明は、円筒形積層電池に関する。 The present invention relates to a cylindrical stacked battery.
従来の円筒形積層電池に関して、たとえば、特許第5369342号公報には、電池内部の温度上昇を抑制すること、および、電極同士の短絡を防止することを目的とした、積層電池が開示されている(特許文献1)。 Regarding a conventional cylindrical laminated battery, for example, Japanese Patent No. 5369342 discloses a laminated battery aimed at suppressing a rise in temperature inside the battery and preventing a short circuit between electrodes. (Patent Document 1).
特許文献1に開示された積層電池は、有底の円筒缶を有する外装体と、円筒缶の軸方向に積層して外装体の内部に収納され、正極、負極およびセパレータとから構成される電極体と、円筒缶の軸方向に延びて、電極体の中央を貫通する集電体とを備える。正極の外縁部は、円筒缶と接触しており、正極および円筒缶は、電気的に接続されている。負極は、集電体と接触しており、負極および集電体は、電気的に接続されている。
The laminated battery disclosed in
上述の特許文献1に開示されるように、円筒筐体内に、正極および負極(電極)を円筒筐体の軸方向に積層して収容した円筒形積層電池が知られている。このような円筒形積層電池の製造工程では、円筒筐体内に電極を挿入する際の作業性が良好であることが求められる。また、円筒筐体内に電極を挿入する際に、電極に過大な負荷が加わることを防ぐ必要がある。
As disclosed in
そこで、この発明の目的は、上記の課題を解決することであり、円筒筐体内に電極を挿入する際の作業性が良好であるとともに、電極に加わる負荷を低減させる円筒形積層電池を提供することである。 Therefore, an object of the present invention is to solve the above-described problems, and to provide a cylindrical stacked battery which has good workability when inserting an electrode into a cylindrical housing and reduces a load applied to the electrode. That is.
この発明に従った円筒形積層電池は、円筒筐体と、円筒筐体内に収容される正極と、円筒筐体内に収容される負極とを備える。正極および負極は、円筒筐体の軸方向において交互に積層される。円筒形積層電池は、円筒筐体の軸方向に延び、正極および負極を貫通する集電体を備える。正極および負極のいずれか一方の電極である第1電極は、円筒筐体と電気的に接続される。正極および負極のいずれか他方の電極である第2電極は、集電体と電気的に接続される。第1電極の外周縁には、雄ねじが設けられる。円筒筐体の内周面には、雄ねじが螺合される雌ねじが設けられる。 A cylindrical stacked battery according to the present invention includes a cylindrical housing, a positive electrode housed in the cylindrical housing, and a negative electrode housed in the cylindrical housing. The positive electrode and the negative electrode are alternately stacked in the axial direction of the cylindrical housing. The cylindrical stacked battery includes a current collector extending in the axial direction of the cylindrical housing and penetrating the positive electrode and the negative electrode. A first electrode, which is one of the positive electrode and the negative electrode, is electrically connected to the cylindrical housing. A second electrode, which is the other of the positive electrode and the negative electrode, is electrically connected to the current collector. A male screw is provided on the outer peripheral edge of the first electrode. A female screw into which a male screw is screwed is provided on the inner peripheral surface of the cylindrical housing.
このように構成された円筒形積層電池によれば、円筒筐体および第1電極間をねじ構造により接続することによって、円筒筐体内に電極を挿入する際の作業性が良好としつつ、電極に加わる負荷を低減させることができる。 According to the cylindrical stacked battery configured as described above, by connecting the cylindrical housing and the first electrode by the screw structure, the workability when inserting the electrode into the cylindrical housing is improved, and the electrode is connected to the electrode. The applied load can be reduced.
以上に説明したように、この発明に従えば、円筒筐体内に電極を挿入する際の作業性が良好であるとともに、電極に加わる負荷を低減させる円筒形積層電池を提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a cylindrical stacked battery that has good workability when inserting an electrode into a cylindrical housing and reduces the load applied to the electrode.
この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下で参照する図面では、同一またはそれに相当する部材には、同じ番号が付されている。 An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings referred to below, the same or corresponding members have the same reference characters allotted.
図1は、この発明の実施の形態における円筒形積層電池を示す断面図である。図1を参照して、本実施の形態における円筒形積層電池100は、ニッケル水素電池である。円筒形積層電池100は、たとえば、車載用である。
FIG. 1 is a sectional view showing a cylindrical laminated battery according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, cylindrical stacked
円筒形積層電池100は、円筒筐体10と、蓋体20と、正極30と、負極40とを有する。
The cylindrical stacked
円筒筐体10は、有底の円筒形状を有する。円筒筐体10は、たとえば、ニッケルメッキが施された鉄缶等でよい。円筒筐体10は、その軸方向(中心軸101の軸方向)の端部で開口する開口端を有する。蓋体20は、円筒筐体10の開口端に設けられている。
The
正極30および負極40は、円筒筐体10内に収容されている。正極30および負極40は、円筒筐体10の軸方向に積層されている。積層数は、特に限定されるべきではない。積層数は、互いに隣接する正極30および負極40が一組とされたとき、その組の総数を示す。積層数は、たとえば、2〜30程度でよい。
The
正極30および負極40は、円筒筐体10の軸方向において、交互に積層されている。正極30と負極40との間には、セパレータ50が配置されている。セパレータ50は、袋状であってもよい。すなわち、袋状のセパレータ50に、正極30および負極40が挿入されていてもよい。セパレータ50は、たとえば、ポリオレフィン製の不織布等でよい。セパレータ50の表面には、親水化処理等が施されていてもよい。
The
図示されていないが、円筒筐体10内には、電解液が収容されている。電解液は、たとえば、水酸化カリウム(KOH)水溶液である。水溶液の濃度は、たとえば、1〜10mоl/lでよい。
Although not shown, the
なお、図中では、各構成を明示するため、正極30および負極40が円筒筐体10の軸方向において離れて示されているが、実際には、正極30および負極40は、セパレータ50を介して当接している。
In addition, in the figure, in order to clearly show each configuration, the
図2は、図1中の正極を示す概略平面図である。図3は、図1中の負極を示す概略平面図である。 FIG. 2 is a schematic plan view showing the positive electrode in FIG. FIG. 3 is a schematic plan view showing the negative electrode in FIG.
図1から図3を参照して、正極30は、円板形状を有する。正極30の中心部には、正極30をその厚み方向(円筒筐体10の軸方向)に貫通する貫通孔31が設けられている。正極30は、正極活物質として、水酸化ニッケルおよびオキシ水酸化ニッケルの少なくとも一方を含有する。正極30は、従来公知の焼結式ニッケル正極であってもよい。正極30は、従来公知の非焼結式ニッケル正極であってもよい。正極活物質を担持する基材は、たとえば、発泡ニッケル等でよい。
Referring to FIGS. 1 to 3,
負極40は、円板形状を有する。負極40の直径は、正極30の直径よりも大きい。負極40の中心部には、負極40をその厚み方向(円筒筐体10の軸方向)に貫通する貫通孔41が設けられている。負極40の貫通孔41の直径は、正極30の貫通孔31の直径より大きい。負極40は、負極活物質として水素吸蔵合金を含有する。負極40は、たとえば、水素吸蔵合金の成形体であってもよい。負極40は、たとえば、粒子状の水素吸蔵合金、導電材およびバインダが、パンチングメタル等の基材に担持されたものであってもよい。
The
円筒形積層電池100は、集電体60および絶縁板61をさらに有する。集電体60は、棒状部材である。集電体60は、円筒筐体10の軸方向に延びている。集電体60は、円筒筐体10の中心軸101に沿って延びている。集電体60は、円筒筐体10の軸方向に直交する平面により切断された場合に円形の断面を有する。集電体60は、たとえば、ニッケルメッキが施された銅棒、またはニッケル棒等であってもよい。集電体60は、正極30の貫通孔31および負極40の貫通孔41に挿通されている。集電体60は、円筒筐体10の軸方向において、正極30および負極40を貫通している。
The cylindrical
負極40は、円筒筐体10に電気的に接続されている。正極30は、集電体60に電気的に接続されている。すなわち、円筒筐体10は、負極集電体として機能し、集電体60は、正極集電体として機能している。
The
負極40は、外周縁40aと、貫通孔41を規定する内周縁40bとを有する。負極40は、円筒筐体10と接触するように設けられている。負極40の外周縁40aと、円筒筐体10の内周面10bとが、接触している。負極40は、集電体60と非接触となるように設けられている。負極40の内周縁40bと、集電体60との間には、隙間が設けられている。
The
正極30は、外周縁30aと、貫通孔31を規定する内周縁30bとを有する。正極30は、集電体60と接触するように設けられている。正極30の内周縁30bと、集電体60の外周面60aとが、接触している。正極30は、円筒筐体10と非接触となるように設けられている。正極30の外周縁30aと、円筒筐体10の内周面10bとの間には、隙間が設けられている。
The
集電体60は、円筒筐体10の軸方向において、絶縁板61に突き当てられている。絶縁板61は、円筒筐体10の軸方向において、正極30および負極40の積層体と、円筒筐体10(の底部)との間に介挿されている。集電体60は、絶縁板61によって、円筒筐体10と電気的に絶縁されている。絶縁板61は、たとえば、樹脂製の板でよい。
The
蓋体20は、集電体60と電気的に接続されている。蓋体20は、集電体60と溶接されていてもよい。蓋体20は、ねじ止めにより、集電体60と接合されていてもよい。蓋体20と集電体60とは、一体物であってもよい。
The
図4は、図3中の2点鎖線IVで囲まれた範囲の負極を示す斜視図である。図5は、図1中の円筒筐体を示す斜視図である。 FIG. 4 is a perspective view showing the negative electrode in a range surrounded by a two-dot chain line IV in FIG. FIG. 5 is a perspective view showing the cylindrical housing in FIG.
図1、図4および図5を参照して、負極40の外周縁40aには、雄ねじ42が設けられている。円筒筐体10の内周面10bには、雄ねじ42が螺合される雌ねじ12が設けられている。
Referring to FIGS. 1, 4 and 5,
雄ねじ42は、円筒筐体10の軸方向に沿って螺旋状に延びている。雌ねじ12は、円筒筐体10の軸方向に沿って螺旋状に延びている。雌ねじ12は、円筒筐体10の軸方向において連続して設けられている。複数の負極40は、複数の負極40のうち、円筒筐体10の軸方向において円筒筐体10の開口端から最も離れて位置する負極40pを含む。雌ねじ12は、円筒筐体10の軸方向において、少なくとも、円筒筐体10の開口端と、負極40pとの間の範囲に設けられている。
The
なお、本実施の形態では、負極40および正極30が、それぞれ、円筒筐体10および集電体60に電気的に接続される場合について説明したが、負極40および正極30が、それぞれ、集電体60および円筒筐体10に電気的に接続される構成としてもよい。この場合、正極30の外周縁30aに雄ねじが設けられる。
In the present embodiment, the case has been described where the
図6は、図1中の円筒形積層電池の組み立て工程を示す断面図である。図6を参照して、集電体60の外周上に正極30および負極40を交互に嵌め合わせる。集電体60と、正極30および負極40と、蓋体20および絶縁板61とを有するサブアセンブリ70を得る。
FIG. 6 is a sectional view showing an assembling process of the cylindrical laminated battery in FIG. Referring to FIG. 6,
次に、円筒筐体10内にサブアセンブリ70を挿入する。この際、円筒筐体10をその周方向に回転させることにより、円筒筐体10の雌ねじ12と、負極40の雄ねじ42とを螺合する。円筒筐体10の雌ねじ12と、各負極40の雄ねじ42とが、次々に螺合することによって、サブアセンブリ70が円筒筐体10内に進入する。円筒筐体10および蓋体20間を接続することによって、図1中の円筒形積層電池100が完成する。
Next, the
このような構成によれば、円筒筐体10内にサブアセンブリ70を挿入する際の作業性を良好にできる。また、円筒筐体10内にサブアセンブリ70を圧入する必要がないため、サブアセンブリ70の挿入時に電極に加わる負荷を低減することができる。これにより、円筒形積層電池100の信頼性を向上させることができる。また、円筒筐体10および電極間の接続にねじ構造を用いることによって、円筒筐体10および電極の接触をより確実にするとともに、ねじ構造による締結力を電極に対してより確実に印加することができる。
According to such a configuration, workability at the time of inserting the
以上に説明した、この発明の実施の形態における円筒形積層電池100の構造についてまとめて説明すると、本実施の形態における円筒形積層電池100は、円筒筐体10と、円筒筐体10内に収容される正極30と、円筒筐体10内に収容される負極40とを備える。正極30および負極40は、円筒筐体10の軸方向において交互に積層される。円筒形積層電池100は、円筒筐体10の軸方向に延び、正極30および負極40を貫通する集電体60を備える。正極30および負極40のいずれか一方の電極である第1電極としての負極40は、円筒筐体10と電気的に接続される。正極30および負極40のいずれか他方の電極である第2電極としての正極30は、集電体60と電気的に接続される。負極40の外周縁40aには、雄ねじ42が設けられる。円筒筐体10の内周面10bには、雄ねじ42が螺合される雌ねじ12が設けられる。
The structure of the cylindrical
このように構成された、この発明の実施の形態における円筒形積層電池100によれば、円筒筐体10内に電極を挿入する際の作業性を良好にしつつ、電極に加わる負荷を低減することができる。
According to the cylindrical
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiments disclosed this time are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
この発明は、円筒筐体内に、正極および負極を円筒筐体の軸方向に積層して収容した円筒形積層電池に適用される。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is applied to a cylindrical stacked battery in which a positive electrode and a negative electrode are stacked and accommodated in a cylindrical housing in the axial direction of the cylindrical housing.
10 円筒筐体、10b 内周面、12 雌ねじ、20 蓋体、30 正極、30a,40a 外周縁、30b,40b 内周縁、31,41 貫通孔、40,40p 負極、42 雄ねじ、50 セパレータ、60 集電体、60a 外周面、61 絶縁板、70 サブアセンブリ、100 円筒形積層電池。
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記円筒筐体内に収容される正極と、
前記円筒筐体内に収容される負極とを備え、
前記正極および前記負極は、前記円筒筐体の軸方向において交互に積層され、さらに、
前記円筒筐体の軸方向に延び、前記正極および前記負極を貫通する集電体を備え、
前記正極および前記負極のいずれか一方の電極である第1電極は、前記円筒筐体と電気的に接続され、
前記正極および前記負極のいずれか他方の電極である第2電極は、前記集電体と電気的に接続され、
前記第1電極の外周縁には、雄ねじが設けられ、
前記円筒筐体の内周面には、前記雄ねじが螺合される雌ねじが設けられる、円筒形積層電池。 A cylindrical housing;
A positive electrode housed in the cylindrical housing;
A negative electrode housed in the cylindrical housing,
The positive electrode and the negative electrode are alternately stacked in the axial direction of the cylindrical housing, and further,
A current collector extending in the axial direction of the cylindrical housing and penetrating the positive electrode and the negative electrode,
A first electrode, which is one of the positive electrode and the negative electrode, is electrically connected to the cylindrical housing,
A second electrode, which is the other of the positive electrode and the negative electrode, is electrically connected to the current collector,
An external thread is provided on an outer peripheral edge of the first electrode,
A cylindrical laminated battery in which a female screw into which the male screw is screwed is provided on an inner peripheral surface of the cylindrical housing.
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