JP6677106B2 - 蓄電装置 - Google Patents

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Description

本発明は、蓋部材と電極端子の基部との間に介在する第1絶縁部材を有する蓄電装置に関する。
EV(Electric Vehicle)やPHV(Plug in Hybrid)などの車両には、走行用モータへの供給電力を蓄える蓄電装置としての二次電池が搭載されている。一般に、二次電池は、電極組立体を収容するケースを備え、そのケース内に電極組立体が収容されている。そして、二次電池からの電力の取り出しは、電極組立体の正極電極及び負極電極に、導電部材を介して接続された電極端子を通して行われている。
電極組立体には、例えば、複数の正極電極と複数の負極電極との間にセパレータを介在させた状態で積層した積層型の電極組立体や、帯状の正極電極と帯状の負極電極との間に帯状のセパレータを介在させた状態で捲回した捲回型の電極組立体がある。
一般に、二次電池のケースには耐久性に優れるアルミニウム等の金属製ケースが多用されている。金属製のケースと電極組立体を絶縁するため、電極組立体とケースの間には絶縁フィルムが配置されている。
特許文献1に開示の蓄電装置においては、正極集電部材(導電部材)及び負極集電部材(導電部材)における集電群(タブ群)との接続面が電極組立体と対向するように正極集電部材及び負極集電部材を配設している。ケース内では、断面U字状の絶縁カバーが、正極集電部材及び負極集電部材とケースの端子壁との間に配設されるとともに、対向面と蓋部材とを離間させている。
再公表WO2013/157433号公報
ところで、二次電池の組立方法の一つに、蓋部材に電極端子を固定し、かつ電極端子に導電部材を接合して、蓋部材、電極端子及び導電部材をユニット化した蓋端子組立体を予め組み立ておく方法がある。この方法では、蓋端子組立体の導電部材と、電極組立体のタブ群とを接合した後に、電極組立体をケース部材に挿入して、蓋部材をケース部材に固定する。
この方法では、電極端子を導電部材に接合した後に、特許文献1に開示のような断面U字状の絶縁カバーを装着することはできず、タブ群の最外層とケースとを絶縁するには、絶縁フィルムを電極組立体の活物質層だけでなくタブ群の位置まで配置しなければならない。よって、蓋端子組立体を用いて製造される二次電池において、タブ群の最外層とケースとを絶縁するには、電極端子を導電部材に接合する前に断面U字状の絶縁カバーを装着することになり組立工程の削減が求められる。
本発明の目的は、容易にタブ群とケースを絶縁できる蓄電装置を提供することにある。
上記問題点を解決するための蓄電装置は、シート状の正極と負極の電極が絶縁された状態で交互に積層された電極組立体と、前記電極の一辺の一部が突出した形状のタブが同じ極性同士で積層されたタブ群と、前記電極組立体及び前記タブ群を収容するケース部材、及び該ケース部材の開口部を閉塞する蓋部材を有するケースと、前記蓋部材に固定され、前記蓋部材から前記電極組立体に向けて突出した基部を備えた一対の電極端子と、同じ極性の前記タブ群と接合された電極接合部、及び前記電極端子の基部と電気的に接続された端子接続部を備え、前記蓋部材と該蓋部材に対峙した前記電極組立体の端面との間に配置された一対の導電部材と、前記蓋部材と前記基部とを絶縁する第1絶縁部材と、一対の前記電極接合部と前記蓋部材とを絶縁する壁絶縁部を有するとともに、前記電極の積層方向のいずれか一方の端部側に位置した前記タブ群の第1端部を前記ケースと絶縁するタブ絶縁部を有する第2絶縁部材と、を備え、少なくとも負極側の前記第1絶縁部材は、前記積層方向の他方の端部側に位置した前記タブ群の第2端部と前記ケースとを絶縁する絶縁壁部を備えることを要旨とする。
これによれば、蓄電装置の製造方法の一つに、蓋部材に対し、一対の電極端子を固定し、電極端子の基部に導電部材の端子接続部を接合して、蓋端子組立体を予め製造した後、電極接合部にタブ群を接合して、蓋端子組立体と電極組立体を一体化した後、電極組立体をケース部材内に収容する方法がある。この方法では、蓋端子組立体の製造時に、第1絶縁部材が蓋端子組立体に組み込まれる。また、蓋端子組立体が製造された後、第2絶縁部材の壁絶縁部を、蓋部材と一対の電極接合部との間に挿入すると、第2絶縁部材が蓋端子組立体に組付けられる。
このような製造方法で製造された蓄電装置において、蓋部材と電極接合部は第2絶縁部材の壁絶縁部で絶縁される。タブ群においては、積層方向一方の第1端部はタブ絶縁部でケースと絶縁され、積層方向他方の第2端部は第1絶縁部材の絶縁壁部によってケースと絶縁される。よって、蓋端子組立体に第2絶縁部材を装着した蓄電装置であっても、第2絶縁部材と第1絶縁部材とで、タブ群を積層方向両側からケースと絶縁することができる。
そして、第1絶縁部材は、蓋端子組立体に予め組付けられた部材である。この第1絶縁部材に絶縁壁部を設けるだけで、タブ群をケースから絶縁することができる。したがって、タブ群を積層方向両側から絶縁するための工程を増やさずに絶縁できる。
また、蓄電装置について、正極側の前記第1絶縁部材も前記絶縁壁部を備えていてもよい。
これによれば、第2絶縁部材のタブ絶縁部と、第1絶縁部材の絶縁壁部とにより、正極及び負極のタブ群を積層方向両側からケースと絶縁できる。
また、蓄電装置について、正極側の前記導電部材と負極側の前記導電部材とが並ぶ方向を並設方向とし、両極の前記第1絶縁部材の前記絶縁壁部は、前記並設方向に延びる一直線上に位置しているのが好ましい。
これによれば、正極及び負極の絶縁壁部が並設方向に沿って同一直線上にある。このため、一対の絶縁壁部により、各極のタブ群を積層方向の同じ位置に位置決めできる。
また、蓄電装置について、前記タブ群は、各タブを基端側から曲げた基端側曲げ部と、前記基端側曲げ部から前記積層方向に沿って突出した延出部と、を備え、前記第2絶縁部材は、前記タブ絶縁部から前記積層方向に延出した被覆部を備え、前記タブ絶縁部は、前記第1端部としての前記延出部の先端部を前記ケースと絶縁するとともに、前記被覆部は、前記延出部の先端部のうち、前記電極組立体に最も近い前記タブを前記電極組立体側から覆い、前記第1絶縁部材の前記絶縁壁部は、前記第2端部としての前記基端側曲げ部を前記ケースと絶縁してもよい。
これによれば、第1絶縁部材は、蓋端子組立体の製造時に組み込まれる。このため、延出部の先端部を絶縁壁部で電極組立体側から覆う形状にすると、タブ群と電極接合部とを接合する時に、絶縁壁部が接合の障害になる虞がある。しかし、第2絶縁部材の被覆部で延出部を覆うことにより、絶縁壁部がタブ群と電極接合部の接合の障害になることがなく、先端部と電極組立体との接触を抑制できる。
また、蓄電装置について、前記延出部は、前記電極組立体に向けて曲げた形状の先端側曲げ部を備えていてもよい。
これによれば、先端側曲げ部は電極組立体に向けて曲げられているため、延出部の先端部が電極組立体に接触しやすい形状であるが、第2絶縁部材が備える被覆部によって、先端側曲げ部と電極組立体との接触を規制できる。
前記蓄電装置は二次電池である。
本発明によれば、容易にタブ群とケースを絶縁できる。
実施形態の二次電池を示す分解斜視図。 実施形態の二次電池を示す斜視図。 実施形態の第1絶縁部材を示す斜視図。 蓋端子組立体を蓋部材の内面側から示す斜視図。 外部接続端子付近を示す断面図。 別例の二次電池を示す断面図。
以下、蓄電装置を二次電池に具体化した一実施形態を図1〜図5にしたがって説明する。
図1又は図2に示すように、蓄電装置としての二次電池10はケース11を備え、ケース11には電極組立体12が収容されている。ケース11は、四角箱状のケース部材14と、このケース部材14の開口部14aを閉塞する矩形平板状の蓋部材15とを有している。ケース11はアルミニウム製である。本実施形態の二次電池10はリチウムイオン電池である。
電極組立体12は、シート状の複数の正極電極21とシート状の複数の負極電極31とを備え、正極電極21と負極電極31とは異なる極性の電極である。詳細に図示しないが、正極電極21は、正極金属箔(本実施形態ではアルミニウム箔)と、その正極金属箔の両面に存在する正極活物質層とを有する。
負極電極31は、負極金属箔(本実施形態では銅箔)と、その負極金属箔の両面に存在する負極活物質層とを有する。そして、電極組立体12は、複数の正極電極21と複数の負極電極31の間にこれらを絶縁するセパレータ24を介在させて層状とした積層型である。電極組立体12において、正極電極21と負極電極31が積層された方向を積層方向とする。
正極電極21は、正極電極21の一辺21aの一部から突出した形状のタブ25を有する。負極電極31は、負極電極31の一辺31aの一部から突出した形状のタブ35を有する。複数の正極のタブ25、及び複数の負極のタブ35は、正極電極21及び負極電極31が積層された状態で、正極のタブ25と負極のタブ35とが重ならない位置にそれぞれ設けられている。
電極組立体12は、正極電極21の一辺21a、負極電極31の一辺31a、及びセパレータ24の一辺を寄せ集めて形成されたタブ側端面12bを有する。電極組立体12を構成する各正極電極21は、それぞれのタブ25が積層方向に沿って列状に配置されるように積層される。同様に、電極組立体12を構成する各負極電極31は、それぞれのタブ35が積層方向に沿って列状に配置されるように積層される。
二次電池10は、タブ側端面12bから突出した正極のタブ群36を有し、このタブ群36は、全ての正極のタブ25を積層方向の一端側に寄せ集め、積層して構成されている。また、二次電池10は、タブ側端面12bから突出した負極のタブ群36を有し、このタブ群36は、全ての負極のタブ35を積層方向の一端側に寄せ集め、積層して構成されている。
各タブ群36、及び電極組立体12のタブ側端面12bに対し、蓋部材15の内面15dが対峙している。蓋部材15の内面15dとタブ側端面12bとを最短距離で結ぶ方向を対向方向Zとする。
図5に示すように、各タブ群36において、積層方向一端に位置するタブを第1タブ361と記載する。タブ群36において、積層方向他端に位置するタブを第2タブ362と記載する。タブ群36においては、第1タブ361に第2タブ362が接近するように、積層方向一端側に各極のタブ25,35が寄せ集められている。これにより、積層段階で独立していた各タブ25,35は、第1タブ361側に集約されている。
各タブ25,35は同じ大きさに形成されている。このため、積層方向において、第1タブ361からの離間距離が長いタブ25,35ほど、タブ群36として集約されるタブ25,35の長さが短い。このため、全てのタブ25,35を導通させるための導通部Wは、第2タブ362における他のタブ25,35との重合領域に合わせて設けられている。また、タブ群36において、導通部Wよりも先端側では、全てのタブ25,35が自由端となっている。
各タブ群36は、積層方向一端側で積層された状態で積層方向他端側に向けて曲げられた基端側曲げ部36aと、基端側曲げ部36aから積層方向に沿って突出した延出部36bと、を備える。基端側曲げ部36aは、タブ群36の各タブ25,35の基端側(電極組立体12側)を曲げた構造である。延出部36bは、基端側曲げ部36aより先端側の部分である。また、延出部36bは、該延出部36bの先端付近に先端側曲げ部36cを備える。先端側曲げ部36cは、延出部36bの先端付近を電極組立体12に向けて曲げた構造である。先端側曲げ部36cを構成するタブ25,35のうち、最外層の第1タブ361が電極組立体12に最も近い位置にある。
図1に示すように、正極のタブ群36には、電極組立体12と、後述の正極端子構造16とを電気的に接続するための正極導電部材51が接合されている。また、負極のタブ群36には、電極組立体12と、後述の負極端子構造17とを電気的に接続するための負極導電部材52が接合されている。蓋部材15の内面15dと電極組立体12のタブ側端面12bとの間には、正極導電部材51及び負極導電部材52が配置されている。
正極導電部材51は、タブ群36と接合された板状の電極接合部51aを長手方向一端側に備える。また、正極導電部材51は、後述の正極引出端子60と接続される平板状の端子接続部51bを長手方向他端側に備え、電極接合部51aと端子接続部51bは長手方向に連続している。
負極導電部材52は、タブ群36と電気的に接合された板状の電極接合部52aを長手方向一端側に備える。また、負極導電部材52は、後述の負極引出端子61と電気的に接合された端子接続部52bを長手方向他端側に備え、電極接合部52aと端子接続部52bは長手方向に連続している。
次に、正極端子構造16及び負極端子構造17を説明する。なお、正極端子構造16と負極端子構造17は、電流遮断機構を除いて基本的に同じ構成であるため、共通の部材については、同じ部材番号を使用して説明する。
まず、正極端子構造16及び負極端子構造17を設けるための蓋部材15の構成について説明する。蓋部材15は、ケース11の外側に臨む外面15c及びケース11の内側に臨む内面15dを有し、蓋部材15において、外面15cと内面15dを最短距離で結ぶ方向を厚み方向とする。蓋部材15は、長手方向の両端側に挿通孔15eを備える。
正極端子構造16及び負極端子構造17は、蓋部材15の外面15cに配置された外側絶縁部材57を備える。この外側絶縁部材57は、正極の外部接続端子66及び正極引出端子60と、蓋部材15とを絶縁し、負極の外部接続端子66及び負極引出端子61と、蓋部材15とを絶縁する。外側絶縁部材57は合成樹脂製である。外側絶縁部材57は、蓋部材15の外面15cから見て矩形状である。外側絶縁部材57の表面57cと裏面57aとを結ぶ方向を厚み方向とする。
外側絶縁部材57は、長手方向の一端寄りに、回り止め部58を備える。回り止め部58は、表面57cから裏面57aに向けて四角形状に凹んだ形状である。外側絶縁部材57は、厚み方向に貫通する挿通孔57dを長手方向の他端寄りに備える。挿通孔57dは、蓋部材15の挿通孔15eと一致した位置にある。
正極端子構造16及び負極端子構造17は、蓋部材15の外側に配置された外部接続端子66を備え、この外部接続端子66は蓋部材15の外側で、二次電池10同士を電気的に接続するバスバーを固定可能とする。外部接続端子66は金属製である。この外部接続端子66は、角柱状のボルト頭部67と、外部接続端子66の軸方向に沿ってボルト頭部67の一端面から突出した形状の軸部68と、ボルト頭部67の他端面から突出した形状の係合凸部69とを、備える。軸部68には、バスバー締結用のナットが螺合可能である。
係合凸部69は、外側絶縁部材57の回り止め部58内に挿入されている。係合凸部69の外側面は、回り止め部58の内側面に接触し、係止している。この接触により、外部接続端子66は、外側絶縁部材57の表面57cに沿う方向への移動が規制されている。
正極端子構造16は、電極組立体12の正極のタブ群36と正極導電部材51を介して電気的に接続された電極端子としての正極引出端子60を備える。負極端子構造17は、電極組立体12の負極のタブ群36と負極導電部材52を介して電気的に接続された電極端子としての負極引出端子61を備える。
正極引出端子60は、正極の端子接続部材44と電気的に接続される接続用軸部60aと、正極導電部材51の端子接続部52bと電気的に接続される基部60bと、基部60bから突出したカシメ部60c(図4参照)を軸方向に連続して備える。正極引出端子60の接続用軸部60aは、後述する第1絶縁部材40の挿通孔40a、蓋部材15の挿通孔15e、外側絶縁部材57の挿通孔57d及び端子接続部材44の挿通孔47aに挿通されている。正極引出端子60の基部60bは、四角板状である。正極引出端子60の基部60bは、蓋部材15の内面15dからケース11内に突出して配置されている。カシメ部60cはカシメられて端子接続部51bに接している。
なお、端子接続部材44は、長手方向の一端側に、外部接続端子66と接続される接続片46を備え、長手方向の他端側に固定片47を備える。端子接続部材44は、接続片46を厚み方向に貫通する貫通孔46aを備え、この貫通孔46aには外部接続端子66の軸部68が挿通されている。また、端子接続部材44は、固定片47を厚み方向に貫通する挿通孔47aを備える。
正極端子構造16は、Oリング73を有し、このOリング73には、正極引出端子60の接続用軸部60aが挿通され、かつ基部60bに支持されている。正極端子構造16は、接続用軸部60aが挿通された前述の第1絶縁部材40を有する。第1絶縁部材40は、後に詳述する。
端子接続部材44の挿通孔47aを貫通した接続用軸部60a及びカシメ部60cの先端部が軸方向にカシメられることにより、接続用軸部60aとカシメ部60cによって、正極導電部材51、第1絶縁部材40、蓋部材15、外側絶縁部材57、及び端子接続部材44の固定片47が挟持されている。この挟持により、正極引出端子60が蓋部材15に固定されている。Oリング73は、蓋部材15の内面15dのうち挿通孔15eの周囲に密接し、蓋部材15の挿通孔15eをシールしている。
図2に示すように、正極引出端子60の接続用軸部60aの先端部は、端子接続部材44における固定片47の表面に係止するとともに、この係止によって正極引出端子60と端子接続部材44が電気的に接続されている。また、正極引出端子60の基部60bは、正極導電部材51の端子接続部51bに接触し、この接触によって、正極引出端子60と正極導電部材51が電気的に接続されている。
図1に示すように、負極端子構造17において、負極引出端子61は、負極の端子接続部材44と電気的に接続される接続用軸部62と、負極導電部材52の端子接続部52bと電気的に接続される基部63とを軸方向に連続して備える。負極引出端子61の接続用軸部62は、第1絶縁部材40の挿通孔40a、蓋部材15の挿通孔15e、外側絶縁部材57の挿通孔57d及び端子接続部材44の挿通孔47aに挿通されている。
負極引出端子61の基部63は、四角板状である。基部63の外形形状は、負極引出端子61を軸方向から見て四角形状である。負極端子構造17は、Oリング73を有し、このOリング73には接続用軸部62が挿通され、かつ基部63に支持されている。負極端子構造17は、接続用軸部62が挿通された第1絶縁部材40を有する。第1絶縁部材40は後に詳述する。第1絶縁部材40の内側には、基部63に支持されたOリング73が配置されている。
図2に示すように、負極端子構造17において、端子接続部材44の挿通孔47aを貫通した接続用軸部62の先端部が軸方向にカシメられることにより、接続用軸部62と基部63によって、第1絶縁部材40、蓋部材15、外側絶縁部材57、及び端子接続部材44が挟持されている。この挟持により、負極引出端子61が蓋部材15に固定されている。Oリング73は、蓋部材15の内面15dのうち挿通孔15eの周囲に密接し、蓋部材15の挿通孔15eをシールしている。
また、負極引出端子61の接続用軸部62の先端部は、端子接続部材44における固定片47の表面に係止するとともに、この係止によって負極引出端子61と端子接続部材44が電気的に接続されている。
図1に示すように、二次電池10は、一方の電極端子である負極引出端子61に一体の電流遮断機構80を備える。電流遮断機構80は、ケース11の内部に配置されており、ケース11の内部圧力が所定の設定圧力に達すると、電極組立体12と、負極引出端子61とを電気的に接続している通電経路の電流を遮断する。
図1又は図5に示すように、二次電池10は、第2絶縁部材90を備える。第2絶縁部材90は、電極接合部51a,52aと蓋部材15との間に介在する壁絶縁部91aを備える。壁絶縁部91aは、電極接合部51a,52aと蓋部材15を絶縁する。ここで、第2絶縁部材90において、正極導電部材51と負極導電部材52が並ぶ並設方向に沿う方向を長手方向とし、壁絶縁部91aの外面に沿い、かつ長手方向に直交する方向を短手方向とする。第2絶縁部材90は、矩形板状の壁絶縁部91aと、壁絶縁部91aの一方の長縁部から電極組立体12に向けて突出した形状のタブ絶縁部91bと、タブ絶縁部91bの突出端から壁絶縁部91aの他方の長縁部に向けて突出した形状の被覆部91dと、を備える。
タブ絶縁部91bは、各タブ群36の先端側曲げ部36cと、この先端側曲げ部36cに対向したケース11の第1内壁面11aとの間に介在し、それら先端側曲げ部36cをケース11から絶縁する。したがって、本実施形態では、先端側曲げ部36cが、積層方向のいずれか一方の端部側に位置した第1端部となる。被覆部91dは、各タブ群36の先端側曲げ部36cを電極組立体12側から覆う。被覆部91dは、先端側曲げ部36cのうち、電極組立体12に最も近いタブである第1タブ361を電極組立体12側から覆う。
第2絶縁部材90は、電流遮断機構80を含む負極引出端子61の基部63と電極組立体12のタブ側端面12bとの間に介在する負極絶縁部93と、正極引出端子60の基部60bと電極組立体12のタブ側端面12bとの間に介在する正極絶縁部92とを備える。
正極絶縁部92は、矩形状の壁絶縁部91aの長手方向の一端部に一体であり、負極絶縁部93は、壁絶縁部91aの長手方向の他端部に一体である。正極絶縁部92は、蓋部材15の外面15cから見た平面視が四角形状である。正極絶縁部92は、基部60bの全体を電極組立体12側から覆う。
負極絶縁部93は、蓋部材15の外面15cから見た平面視が四角形状である。負極絶縁部93の平面視サイズは、負極引出端子61の基部63及び電流遮断機構80の平面視サイズとほぼ同じであり、電流遮断機構80の全体を電極組立体12側から覆う。
次に、第1絶縁部材40について詳細に説明する。なお、図5では、負極端子構造17の第1絶縁部材40を示しているが、正極端子構造16と負極端子構造17とで第1絶縁部材40の構造は基本的に同じであるため、正極端子構造16の図示は省略する。
図1に示すように、負極端子構造17の第1絶縁部材40は、対向方向Zにおいて、負極引出端子61の基部63と蓋部材15との間に介在し、負極引出端子61と蓋部材15とを絶縁する。図3に示すように、第1絶縁部材40は、端子絶縁部41の天板41aに挿通孔40aを備える。挿通孔40aには、接続用軸部62が挿通される。
ここで、負極導電部材52の一対の長縁部のうち、積層方向一端寄りの長縁部を第1長縁部52dとする。図4に示すように、第1絶縁部材40は、負極導電部材52の第1長縁部52dに沿って配置された絶縁壁部42を備える。絶縁壁部42は、端子絶縁部41の四側面のうち、第1長縁部52dに平行な側面から電極組立体12に向けて突出している。絶縁壁部42は、並設方向に沿って端子絶縁部41から突出した形状であり、細板状である。
図1に示すように、正極端子構造16の第1絶縁部材40は、対向方向Zにおいて、正極引出端子60の基部60bと蓋部材15との間に介在し、正極引出端子60と蓋部材15とを絶縁する。第1絶縁部材40は、基部60bを蓋部材15側から覆う有蓋四角箱状の端子絶縁部41を備える。第1絶縁部材40は、端子絶縁部41の天板41aに挿通孔40aを備える。挿通孔40aには、接続用軸部60aが挿通される。
ここで、正極導電部材51の一対の長縁部のうち、積層方向一端寄りの長縁部を第1長縁部51dとする。図4に示すように、第1絶縁部材40は、正極導電部材51の第1長縁部51dに沿って配置された絶縁壁部42を備える。絶縁壁部42は、端子絶縁部41の四側面のうち、第1長縁部51dに平行な側面から電極組立体12に向けて突出している。絶縁壁部42は、並設方向に沿って端子絶縁部41から突出した形状であり、細板状である。
図1又は図5に示すように、各極において、絶縁壁部42は、積層方向において、タブ群36の基端側曲げ部36aと、該基端側曲げ部36aに対向したケース11の第2内壁面11bとの間に介在する。絶縁壁部42は、各導電部材51,52の電極接合部51a,52a及びタブ群36の基端側曲げ部36aを覆う。各絶縁壁部42は、各タブ群36において、積層方向の他方の端部側に位置した第2端部としての基端側曲げ部36aをケース11の第2内壁面11b側から覆う。よって、各絶縁壁部42は、各基端側曲げ部36aとケース11を絶縁する。
対向方向Zに沿った端子絶縁部41からの絶縁壁部42の突出寸法は、基端側曲げ部36a及び第1タブ361の基端側を覆う長さに設定されている。また、並設方向に沿った端子絶縁部41からの絶縁壁部42の寸法は、電極接合部52a及びタブ群36の並設方向に沿った寸法の全てを覆う長さに設定されている。
図4に示すように、正極の絶縁壁部42と、負極の絶縁壁部42は、並設方向に延びる仮想線L上に位置し、一対の絶縁壁部42は並設方向に沿って同一直線上にある。
次に、二次電池10の製造方法を作用とともに記載する。
なお、負極の負極引出端子61と電流遮断機構80と負極導電部材52が予め一体化されているとする。
まず、蓋部材15の外面15cに外側絶縁部材57を配置する。その外側絶縁部材57の回り止め部58内に外部接続端子66の係合凸部69を挿入する。次に、端子接続部材44の貫通孔46aに外部接続端子66の軸部68を挿入する。
次に、正極側において、蓋部材15の内面15d側にOリング73、第1絶縁部材40を配置するとともに正極導電部材51を配置する。そして、正極引出端子60の接続用軸部62を第1絶縁部材40の挿通孔40a、Oリング73、蓋部材15の挿通孔15e、外側絶縁部材57の挿通孔57d及び端子接続部材44の挿通孔47aに挿入する。また、正極引出端子60のカシメ部60cを端子接続部51bに貫通させる。そして、接続用軸部60aとカシメ部60cのカシメにより、カシメ部60cと接続用軸部60aの先端部との間に、正極導電部材51、第1絶縁部材40、Oリング73、蓋部材15、外側絶縁部材57、及び端子接続部材44が挟持され、一体化される。
負極側において、蓋部材15の内面15d側にOリング73、第1絶縁部材40を配置し、第1絶縁部材40の挿通孔40a、Oリング73、蓋部材15の挿通孔15e、外側絶縁部材57の挿通孔57d及び端子接続部材44の挿通孔47aに、負極引出端子61の接続用軸部62を挿入する。そして、接続用軸部62のカシメにより、基部63と接続用軸部62の先端部との間に、第1絶縁部材40、Oリング73、蓋部材15、外側絶縁部材57、及び端子接続部材44が一体化されるとともに、電流遮断機構80も一体化される。
すると、蓋部材15に正極端子構造16及び負極端子構造17が形成され、蓋端子組立体20が形成される。蓋端子組立体20では、蓋部材15と、電極接合部51a,52aとの間に隙間が存在している。正極導電部材51の電極接合部51aに対し、電極組立体12の正極のタブ群36がレーザ溶接によって接合され、負極導電部材52の電極接合部52aに対し、負極のタブ群36がレーザ溶接によって接合される。すると、蓋端子組立体20と電極組立体12が一体化される。
次に、タブ群36を折り曲げて基端側曲げ部36a、延出部36b、及び先端側曲げ部36cを形成する。このとき、各極の絶縁壁部42により、各極の基端側曲げ部36aが外側から覆われる。次に、蓋部材15と、電極接合部51a,52aとの間に、第2絶縁部材90の壁絶縁部91aを差し込むように、第2絶縁部材90をスライド移動させる。その結果、第2絶縁部材90が正極導電部材51及び負極導電部材52に一体に組付けられるとともに、電極接合部51a,52aと蓋部材15との間に壁絶縁部91aが介在した状態となる。
また、各タブ群36の先端側曲げ部36cが、タブ絶縁部91bによって外側から覆われた状態となる。また、先端側曲げ部36cの第1タブ361が被覆部91dによって電極組立体12側から覆われる。また、正極絶縁部92が正極引出端子60のカシメ部60cを覆い、負極絶縁部93が電流遮断機構80を覆う状態となる。
そして、電極組立体12をケース部材14の開口部14aからケース部材14内に挿入する。その後、蓋部材15をケース部材14の開口端に接合し、ケース部材14の開口部14aを蓋部材15で閉塞すると、二次電池10が組み立てられる。
上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
(1)二次電池10の製造について、蓋端子組立体20を予め製造しておき、この蓋端子組立体20の各電極接合部51a,52aに各タブ群36を接合して電極組立体12を一体化した状態で電極組立体12をケース部材14内に収容して二次電池10を製造する方法がある。この製造方法では、蓋端子組立体20の製造後に、蓋部材15と電極接合部51a,52aとの間に壁絶縁部91aを差し込んで第2絶縁部材90が装着される。
上記方法で製造された二次電池10において、タブ群36の基端側曲げ部36aは第1絶縁部材40の絶縁壁部42によってケース11と絶縁でき、先端側曲げ部36cは第2絶縁部材90のタブ絶縁部91bによってケース11と絶縁できる。よって、蓋端子組立体20に対し、第2絶縁部材90を後から装着して製造された二次電池10であっても、第2絶縁部材90と第1絶縁部材40とで、タブ群36を積層方向両側からケース11と絶縁できる。そして、第1絶縁部材40は、各引出端子60,61の基部60b,63と蓋部材15を絶縁するための部材であり、蓋端子組立体20に予め組付けられた部材である。この第1絶縁部材40に絶縁壁部42を設けるだけで、タブ群36の基端側曲げ部36aをケース11から絶縁することができ、基端側曲げ部36aの絶縁のための工程を増やさずに済む。
(2)ケース11はアルミニウム製である。ケース11が負極電位になると腐蝕してしまう。負極端子構造17のタブ群36を絶縁壁部42とタブ絶縁部91bとで積層方向両側からケース11と隔てた。このため、負極のタブ群36がケース11に接触することを抑制し、ケース11が負極電位になることを抑制できる。その結果として、アルミニウム製のケース11が腐蝕することを抑制できる。
(3)二次電池10は、正極端子構造16及び負極端子構造17それぞれに第1絶縁部材40を備える。このため、両極性のタブ群36の基端側曲げ部36aをケース11と絶縁できる。
(4)正極端子構造16の絶縁壁部42と、負極端子構造17の絶縁壁部42とは、並設方向に沿って同じ仮想線L上にある。このため、一対の絶縁壁部42により、各極のタブ群36を積層方向の同じ位置に位置決めできる。
(5)第2絶縁部材90は、先端側曲げ部36cの最外層にある第1タブ361を電極組立体12側から覆う被覆部91dを備える。この被覆部91dにより、最外層の第1タブ361が電極組立体12に接触することを抑制できる。
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 第2絶縁部材90は、正極絶縁部92や負極絶縁部93を備えず、壁絶縁部91aとタブ絶縁部91bと被覆部91dのみを備える構造であってもよい。
○ 正極端子構造16の第1絶縁部材40は、絶縁壁部42を備えていなくてもよい。
○ 図6に示すように、第1絶縁部材40の絶縁壁部42は、タブ群36の先端側曲げ部36cとケース11の第1内壁面11aとの間に介在し、先端側曲げ部36cとケース11を絶縁してもよい。このとき、第2絶縁部材90のタブ絶縁部91bは、タブ群36の基端側曲げ部36aと、ケース11の第2内壁面11bとの間に介在して基端側曲げ部36aとケース11を絶縁してもよい。この場合、基端側曲げ部36aが、第2絶縁部材90のタブ絶縁部91bでケース11と絶縁される第1端部となり、先端側曲げ部36cが第1絶縁部材40の絶縁壁部42でケース11と絶縁される第2端部となる。なお、第2絶縁部材90の被覆部91dは削除する。
○ タブ群36は、延出部36bの先端部に先端側曲げ部36cを備えない構成であってもよい。
○ 実施形態において、第2絶縁部材90は被覆部91dを備えていなくてもよい。
○ 正極端子構造16の絶縁壁部42と、負極端子構造17の絶縁壁部42とは、並設方向に延びる仮想線L上に配置されず、積層方向にずれた位置に配設されていてもよい。
○ 電極端子は、正極引出端子60や負極引出端子61のように、外部接続端子66と端子接続部材44を介して接続されるものでなくてもよく、正極導電部材51や負極導電部材52に直接接続されたものでもよい。
○ 蓄電装置は、正極引出端子60と一体の電流遮断機構80を有する二次電池にも適用することができる。
○ 蓄電装置は、電流遮断機構80を備えない二次電池にも適用することができる。
○ 蓄電装置は、例えばキャパシタなど、二次電池以外の蓄電装置にも適用可能である。
○ 正極電極21及び負極電極31は、金属箔の片面に活物質層が存在する構造でもよい。
○ 二次電池10は、リチウムイオン二次電池でもよいし、他の二次電池であってもよい。要は、正極用の活物質と負極用の活物質との間をイオンが移動するとともに電荷の授受を行うものであればよい。
10…二次電池、11…ケース、12…電極組立体、15…蓋部材、20…蓋端子組立体、21…正極電極、25,35…タブ、31…負極電極、36…タブ群、36a…基端側曲げ部、36b…延出部、36c…先端側曲げ部、40…第1絶縁部材、42…絶縁壁部、51…正極導電部材、51a,52a…電極接合部、51b,52b…端子接続部、52…負極導電部材、60…電極端子としての正極引出端子、61…電極端子としての負極引出端子、60b,63…基部、90…第2絶縁部材、91a…第1絶縁部、91b…第2絶縁部。

Claims (6)

  1. シート状の正極と負極の電極が絶縁された状態で交互に積層された電極組立体と、
    前記電極の一辺の一部が突出した形状のタブが同じ極性同士で積層されたタブ群と、
    前記電極組立体及び前記タブ群を収容するケース部材、及び該ケース部材の開口部を閉塞する蓋部材を有するケースと、
    前記蓋部材に固定され、前記蓋部材から前記電極組立体に向けて突出した基部を備えた一対の電極端子と、
    同じ極性の前記タブ群と接合された電極接合部、及び前記電極端子の基部と電気的に接続された端子接続部を備え、前記蓋部材と該蓋部材に対峙した前記電極組立体の端面との間に配置された一対の導電部材と、
    前記蓋部材と前記基部とを絶縁する第1絶縁部材と、
    一対の前記電極接合部と前記蓋部材とを絶縁する壁絶縁部を有するとともに、
    前記電極の積層方向のいずれか一方の端部側に位置した前記タブ群の第1端部を前記ケースと絶縁するタブ絶縁部を有する第2絶縁部材と、
    を備え、
    少なくとも負極側の前記第1絶縁部材は、前記積層方向の他方の端部側に位置した前記タブ群の第2端部と前記ケースとを絶縁する絶縁壁部を備えることを特徴とする蓄電装置。
  2. 正極側の前記第1絶縁部材も前記絶縁壁部を備える請求項1に記載の蓄電装置。
  3. 正極側の前記導電部材と負極側の前記導電部材とが並ぶ方向を並設方向とし、両極の前記第1絶縁部材の前記絶縁壁部は、前記並設方向に延びる一直線上に位置している請求項2に記載の蓄電装置。
  4. 前記タブ群は、各タブを基端側から曲げた基端側曲げ部と、前記基端側曲げ部から前記積層方向に沿って突出した延出部と、を備え、前記第2絶縁部材は、前記タブ絶縁部から前記積層方向に延出した被覆部を備え、前記タブ絶縁部は、前記第1端部としての前記延出部の先端部を前記ケースと絶縁するとともに、前記被覆部は、前記延出部の先端部のうち、前記電極組立体に最も近い前記タブを前記電極組立体側から覆い、前記第1絶縁部材の前記絶縁壁部は、前記第2端部としての前記基端側曲げ部を前記ケースと絶縁する請求項1〜請求項3のうちいずれか一項に記載の蓄電装置。
  5. 前記延出部は、前記電極組立体に向けて曲げた形状の先端側曲げ部を備える請求項4に記載の蓄電装置。
  6. 前記蓄電装置は二次電池である請求項1〜請求項5のうちいずれか一項に記載の蓄電装置。
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