JP6715936B2 - 角形二次電池 - Google Patents

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Description

本発明は、電池缶の蓋に絶縁部材を介して電極端子が支持された角形二次電池に関する。
従来例として、一端に長方形状の開口を有する有底四角箱形の金属製の電池ケースの内部に発電体が収納され、前記開口が電池ケースに固定された長方形板状の金属製の蓋部材によって気密に封止されている角形二次電池において、金属製の端子板(集電板)の一端(下端)が電池ケース内で発電体と導電接続され、他端(上端)が蓋部材に形成された貫通孔を蓋部材と非接触状態で貫通して蓋部材の外方(上方)に突出し、貫通孔が端子板の他端側を含むインサート成形によって蓋部材にモールドされた合成樹脂による絶縁モールド部によって封止されたものが特許文献1に開示されている。
特開2012-243405号公報
従来例の角形二次電池では、電池ケース内に挿入される金属製の端子板(集電板)は、前記金属製の端子板(集電板)の電池ケース側がプレス加工によって曲げ加工又は絞り加工される。そして、インサート成形時に長方形板状の金属製の蓋部材の開口に前記金属製の端子板(集電板)を金型内で挿入させる。したがって、金型構成が複雑になり、生産性が低下する恐れがあった。更には、電池ケースと発電体にずれが生じる場合、実装密度が低下する恐れがあった。
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、生産性及び実装密度を向上した角形二次電池を提供することである。
上記課題を解決するために本発明の一態様に係る角形二次電池は、蓄電要素を収納し、一対の幅広面、一対の幅狭面、底面と開口部を有する電池容器と、第一の貫通孔及び第二の貫通孔を有し、前記電池容器の開口部を塞ぐ蓋と、前記第一の貫通孔に挿入され、前記底面に向かって一直線状に延びる平板状の第一の集電板と、前記第二の貫通孔に挿入され、前記底面に向かって一直線状に延びる平板状の第二の集電板とを備えた角形二次電池であって、前記第一の集電板と前記第二の集電板は、互いに異なる金属材料を主材とし、前記第一の集電板の挿入位置は、前記第二の集電板の挿入位置よりも一方の前記幅広面側にずれていることを特徴とする。
本発明によれば、捲回電極群と電池容器との中心位置のズレを抑制することができ、実装密度を向上させた角形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。
角形二次電池の外観斜視図。 角形二次電池の分解斜視図。 捲回電極群の分解斜視図。 実施例1の蓋アッセンブリの斜視図。 実施例1の蓋アッセンブリの部分断面図。 図5の要部拡大図。 実施例2の蓋アッセンブリの部分断面図。 図7の要部拡大図。 実施例3における蓋アッセンブリの絶縁部材の部分断面図。
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
[実施例1]
図1は、角形二次電池の外観斜視図である。
角形二次電池100は、電池缶(電池容器)1および蓋6を備える。電池缶1と蓋6は、例えばアルミニウム合金などの金属材料からなり、深絞り加工及びプレス加工を施すことによって形成される。
電池缶1内には、蓄電要素である捲回電極群3(図2を参照)が内蔵され、電池缶1の開口部1aが蓋6によって封口されている。蓋6は略矩形平板状であって、電池缶1の開口部1aを塞ぐように溶接されて電池缶1が封止されている。蓋6には、正極出力部14と、負極出力部12が設けられている。角形二次電池100は、正極出力部14と負極出力部12を介して充電され、また外部負荷に電力が供給される。蓋6には、ガス排出弁10が一体的に設けられ、電池缶1内の圧力が上昇すると、ガス排出弁10が開いて内部からガスが排出され、電池缶1内の圧力が低減される。これによって、角形二次電池100の安全性が確保される。
図2は、角形二次電池の分解斜視図である。
角形二次電池100の電池缶1は、長方形の底面1dと、底面1dの一対の長辺から立ち上がる幅広面1bと、底面1dの一対の短辺から立ち上がる幅狭面1cと、これら幅広面1b及び幅狭面1cの上端で上方に向かって開放された開口部1aとを有している。電池缶1内には、絶縁保護フィルム2に包まれた状態で捲回電極群3が収容されている。
捲回電極群3は、帯状の電極を扁平形状に捲回することによって構成されており、断面半円形状の互いに対向する一対の湾曲部と、これら一対の湾曲部の間に連続して形成される平面部とを有している。捲回電極群3は、捲回軸方向が電池缶1の横幅方向に沿うように、一方の湾曲部側から電池缶1内に挿入されて底面1dと対向し、他方の湾曲部側が開口部1a側に配置される。
捲回電極群3の正極箔露出部34cは、正極集電板44に溶接接合されており、蓋6から露出する正極出力部14と電気的に接続されている。また、捲回電極群3の負極箔露出部32cは、負極集電板24に溶接接合されており、蓋6から露出する負極出力部12と電気的に接続されている。これにより、正極集電板44および負極集電板24を介して捲回電極群3から外部負荷へ電力が供給され、正極集電板44および負極集電板24を介して捲回電極群3へ外部発電電力が供給され充電される。
正極集電板44と負極集電板24は、インサート成形により絶縁部材5によって蓋6に固定されており、蓋6との協働により蓋アッセンブリを構成している(図4を参照)。正
極集電板44と負極集電板24は、正極接続部42と負極接続部22に捲回電極群3の正極箔露出部34cと負極箔露出部32cがそれぞれ溶接接合され、蓋アッセンブリに捲回電極群3が一体に取り付けられる。正極接続部42と正極箔露出部34cとの間、及び負極接続部22と負極箔露出部32cとの間は、超音波溶接やスポット溶接等により溶接接合される。そして、捲回電極群3を電池缶1内に挿入して、蓋6で電池缶1の開口部1aを閉塞し、電池缶1に蓋6をレーザ溶接により接合して開口部1aを封止する。そして、注液孔9から電池缶1内に電解液を注入した後、蓋6に注液栓11をレーザ溶接により接合して注液孔9を封止し、角形二次電池100を密閉する。
正極集電板44及び負極集電板24は、互いに異なる金属材料を主材としている。本実施例では、正極集電板44の形成素材としては、例えばアルミニウム合金が挙げられ、負極集電板24の形成素材としては、例えば銅合金が挙げられる。また、絶縁部材5の形成素材としては、例えばポリブチレンテレフタレートやポリフェニレンサルファイド、ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂等の絶縁性を有する樹脂部材が挙げられる。
そして、電池缶1内に注入される電解液としては、例えばエチレンカーボネート等の炭酸エステル系の有機溶媒に6フッ化リン酸リチウム(LiPF)等のリチウム塩が溶解された非水電解液を適用することができる。
正極集電板44及び負極集電板24は、蓋6から露出する正極出力部14及び負極出力部12と一体に形成されている。正極出力部14及び負極出力部12は、バスバー等に溶接接合される溶接接合部をそれぞれ有している。溶接接合部は、絶縁部材5よりも上方で蓋6の外面と平行に配置される平坦面を有しており、かかる平坦面にバスバー等が接面されて溶接接合されるようになっている。
正極集電板44及び負極集電板24は、正極側貫通孔46及び負極側貫通孔26に挿入され、電池缶1の幅広面に沿って底面側に向かって一直線状に延びる平板状をなしている。正極集電板44及び負極集電板24は、捲回電極群3の正極箔露出部34c及び負極箔露出部32cに正極接続部42及び負極接続部22を重ね合わせて接続できるように、先端が正極箔露出部34c、負極箔露出部32cに対向する位置まで延びている。
捲回電極群3の周囲は、絶縁保護フィルム2で覆われている。絶縁保護フィルム2は、捲回電極群3の扁平面に沿う方向でかつ捲回電極群3の捲回軸方向に直交する方向を中心軸方向として巻き付けるように取り付けられている。絶縁保護フィルム2は、例えばPP(ポリプロピレン)などの合成樹脂製の一枚のシートまたは複数のフィルム部材からなる。
図3は、捲回電極群の一部を展開した状態を示す分解斜視図である。
捲回電極群3は、負極電極32と正極電極34を間にセパレータ33、35を介して扁平状に捲回することによって構成されている。捲回電極群3は、最外周の電極が負極電極32であり、さらにその外側にセパレータ33、35が捲回される。セパレータ33、35は、正極電極34と負極電極32との間を絶縁する役割を有している。
負極電極32の負極合剤層32bは、正極電極34の正極合剤層34bよりも幅方向に大きく形成されており、正極電極34と負極電極32を重ね合わせて捲回した場合に正極合剤層34bは、必ず負極合剤層32bに挟まれるようになっている。正極箔露出部34c、負極箔露出部32cは、捲回電極群3の平面部分で扁平厚さ方向に束ねられて、正極集電板44の正極接続部42と負極集電板24の負極接続部22に溶接接合される。尚、セパレータ33、35は幅方向で負極合剤層32bが塗布された部分よりも広いが、正極箔露出部34c、負極箔露出部32cで端部の金属箔面が露出する位置に捲回されるため、束ねて溶接する場合の支障にはならない。
正極電極34は、正極集電体である正極箔の両面に正極活物質合剤を塗布して構成されており、正極箔の幅方向一方側の端部には、正極活物質合剤を塗布しない正極箔露出部34cが設けられている。負極電極32は、負極集電体である負極箔の両面に負極活物質合剤を塗布して構成されており、負極箔の幅方向他方側の端部には、負極活物質合剤を塗布しない負極箔露出部32cが設けられている。正極箔露出部34cと負極箔露出部32cは、電極箔の金属面が露出した領域である。正極電極34と負極電極32は、正極箔露出部34cと負極箔露出部32cが捲回軸方向の一方側と他方側の位置に分かれて配置されるように重ね合わされて捲回され、捲回電極群3を構成する。
正極箔と負極箔は、互いに異なる金属材料によって構成されており、厚さが異なっている。本実施例では、正極箔がアルミニウム箔により構成され、負極箔が銅箔によって構成されており、正極箔の方が負極箔よりも厚さが厚くなっている。したがって、正極箔露出部34c及び負極箔露出部32cを捲回電極群3の平面部分で扁平厚さ方向に束ねた場合に、正極箔露出部34cの方が負極箔露出部32cよりも厚さが厚くなる。
負極電極32に関しては、負極活物質として非晶質炭素粉末100重量部に対して、結着剤として10重量部のポリフッ化ビニリデン(以下、PVDFという。)を添加し、これに分散溶媒としてN−メチルピロリドン(以下、NMPという。)を添加、混練した負極合剤を作製した。この負極合剤を厚さ10μmの銅箔(負極箔)の両面に溶接部(負極未塗工部)を残して塗布した。その後、乾燥、プレス、裁断工程を経て、銅箔を含まない負極活物質塗布部厚さ70μmの負極電極32を得た。
尚、本実施形態では、負極活物質に非晶質炭素を用いる場合について例示したが、これに限定されるものではなく、リチウムイオンを挿入、脱離可能な天然黒鉛や、人造の各種黒鉛材、コークスなどの炭素質材料やSiやSnなどの化合物(例えば、SiO、TiSi等)、またはそれの複合材料でもよく、その粒子形状においても、鱗片状、球状、繊維状、塊状等、特に制限されるものではない。
正極電極34に関しては、正極活物質としてマンガン酸リチウム(化学式LiMn)100重量部に対し、導電材として10重量部の鱗片状黒鉛と結着剤として10重量部のPVDFとを添加し、これに分散溶媒としてNMPを添加、混練した正極合剤を作製した。この正極合剤を厚さ20μmのアルミニウム箔(正極箔)の両面に溶接部(正極未塗工部)を残して塗布した。その後、乾燥、プレス、裁断工程を経て、アルミニウム箔を含まない正極活物質塗布部厚さ90μmの正極電極31を得た。
また、本実施形態では、正極活物質にマンガン酸リチウムを用いる場合について例示したが、スピネル結晶構造を有する他のマンガン酸リチウムや一部を金属元素で置換又はドープしたリチウムマンガン複合酸化物や層状結晶構造を有するコバルト酸リチウムやチタン酸リチウムやこれらの一部を金属元素で置換またはドープしたリチウム−金属複合酸化物を用いるようにしてもよい。
また、本実施形態では、正極電極、負極電極における塗工部の結着剤としてPVDFを用いる場合について例示したが、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリエチレ
ン、ポリスチレン、ポリブタジエン、ブチルゴム、ニトリルゴム、スチレンブタジエンゴム、多硫化ゴム、ニトロセルロース、シアノエチルセルロース、各種ラテックス、アクリロニトリル、フッ化ビニル、フッ化ビニリデン、フッ化プロピレン、フッ化クロロプレン、アクリル系樹脂などの重合体およびこれらの混合体などを用いることができる。
また、軸芯としては例えば、正極箔、負極箔、セパレータ33、35のいずれよりも曲げ剛性の高い樹脂シートを捲回して構成したものを用いることができる。
図4は、実施例1の蓋アッセンブリの斜視図、図5は、実施例1の蓋アッセンブリの部分断面図、図6は、図5の要部拡大図である。図5は、蓋アッセンブリの平面図であり、蓋アッセンブリを蓋の上面に沿って部分的に切断した部分断面を示し、図6(a)は、正極側の部分断面を示し、図6(b)は、負極側の部分断面を示す。
正極集電板44及び負極集電板24は、蓋6に設けられた正極側貫通孔46及び負極側貫通孔26から挿入されて電池缶1内で幅広面1bに沿って底面1dに向かって一直線状に延びる平板状をなす。一直線状とは、曲げ加工、絞り加工を有していない状態を示し、プレス加工、切削加工、仕上げ加工による材料肉厚の変動は一直線状の定義に含むものとする。
正極集電板44及び負極集電板24を一直線状とすることで、正極側貫通孔46及び負極側貫通孔26に挿入する作業が容易となり、蓋アッセンブリの組立性が向上する。特に、インサート成形を行う際には、金型内での部品配置が容易になるため、生産性向上が期待できる。正極集電板44及び負極集電板24は、互いに異なる金属材料を主材としており、互いに板厚が異なっている。本実施例では、アルミニウム合金からなる正極集電板44の方が、銅合金からなる負極集電板24よりも板厚が厚くなっている。
図4に示す蓋アッセンブリの正極集電板44と負極集電板24は、前述したように、インサート成形により、蓋6の正極側貫通孔46と負極側貫通孔26に挿通された状態で絶縁部材5によって蓋6に一体に固定される。これにより、蓋6の正極側貫通孔46と負極側貫通孔26は絶縁部材5によって密閉される。絶縁部材5は、正極集電板44と正極側貫通孔46の間、及び、負極集電板24と負極側貫通孔26の間に配置されて、これらの間をシールしている。
インサート成形により、絶縁部材5と蓋6との間、又は、絶縁部材5と正極集電板44及び負極集電板24との間を固定させる際には、金属部品の接着部を粗面化処理を行うことで、金属と絶縁部材5を強固に接着することができ、密閉性を高めることができる。本実施例では、蓋6の全面と、正極集電板44及び負極集電板24の全面に粗面化処理が施されている。粗面化処理は、絶縁部材5で覆われる部分に範囲を限定して施してもよく、例えば蓋6のうちの絶縁部材5によって覆われる部分と、正極集電板44及び負極集電板24のうちの絶縁部材5によって覆われる部分のみに粗面化処理を施してもよい。
蓋6は、図5に示すように、正極側貫通孔46及び負極側貫通孔26が蓋6の中心Lcよりも一方の幅広面側にずれた位置に設けられている。図5に示す例では、いずれも図面の上側に偏倚した位置に設けられている。本実施例では、正極側貫通孔46及び負極側貫通孔26は、互いに同じ大きさを有している。
そして、正極集電板44と負極集電板24は、図6に示すように、蓋6の正極側貫通孔46に挿入された正極集電板44の挿入位置が、蓋6の負極側貫通孔26に挿入された負極集電板24の挿入位置よりも一方の幅広面側にずれている。本実施例では、正極集電板44は、蓋の中心Lcからδ1だけ離れた位置に配置され、負極集電板24は、蓋の中心Lcからδ2だけ離れた位置に配置されており、正極集電板44の方が負極集電板24よりも蓋6の中心Lcからのずれ幅が大きい(δ1>δ2)。
捲回電極群3は、正極箔露出部34cの方が負極箔露出部32cよりも束ねたときの厚さが厚くなっている。そして、δ1は、捲回電極群3の正極箔露出部34cを束ねたときの厚さの約半分の大きさに設定され、δ2は、捲回群3の負極箔露出部32cを束ねたときの厚さの約半分の大きさに設定されている。
したがって、一方の幅広面側から正極集電板44の正極接続部42を捲回電極群3の正極箔露出部34cに当接させ、かつ、一方の幅広面側から負極集電板24の負極接続部22を捲回電極群3の負極箔露出部32cに当接させることにより、捲回電極群3の扁平厚さ方向の中心を蓋6の中心Lcに一致させた状態に配置することができる。
前記配置関係により、異なる厚みを有する正極箔及び負極箔を正極集電板44及び負極集電板24に束ねて溶接する際に、捲回電極群3と蓋6の中心ずれを抑制することができる。したがって、捲回電極群3の扁平厚さ方向の中心が蓋6の中心Lcに一致しているので、蓋サブアッセンブリの捲回電極群3を電池缶1に挿入したときに、捲回電極群3と電池缶1との間の必要隙間を最小にすることが可能となり、実装密度が向上し、高容量電池を実現することができる。
本実施例では、正極側貫通孔46及び負極側貫通孔26と正極集電板44及び負極集電板24との隙間を0.3mm以上設けている。したがって、インサート成形時における絶縁樹脂の流動性が向上し、生産性が向上する。
本実施例によれば、正極集電板44と負極集電板24が一直線状に延びる平板状をなしているので、蓋6の正極側貫通孔46及び負極側貫通孔26に容易に挿入することができ、蓋アッセンブリの組立性を向上させることができる。そして、捲回電極群3の正極箔と負極箔との厚みの違いを考慮し、正極集電板44と負極集電板24の挿入位置を幅広面側にずらして蓋の中心Lcから互いに異なる距離にすることにより、捲回電極群3の中心と電池缶1の中心との位置ズレを抑制でき、実装密度を向上させることができる。
また、本実施例では、正極側貫通孔46と負極側貫通孔26の両方が蓋6の中心よりも一方の幅広面側にずれているので、蓋アッセンブリに捲回電極群3を取り付ける際に、正極集電板44の正極接続部42及び負極集電板24の負極接続部22に対して他方の幅広面側から捲回電極群3を接近させて、正極接続部42及び負極接続部22に正極箔露出部34c及び負極箔露出部32cを当接させ、接合することができる。したがって、簡単な積層作業方式により捲回電極群3を取り付けることができ、製造の容易化が図れる。
[実施例2]
図7は、実施例2の蓋アッセンブリの部分断面図、図8は、図7の要部拡大図である。なお、上記した実施例と同様の構成要素には同一の符号を付することでその詳細な説明を省略する。
本実施例において特徴的なことは、蓋6の中心Lcに対して、一方の幅広面側に正極側貫通孔46と正極集電板44を配置し、他方の幅広面側に負極側貫通孔26と負極集電板24を配置したことである。
本実施例では、図7に示すように、正極側貫通孔46が一方の幅広面側に設けられ、負極側貫通孔26が他方の幅広面側に設けられている。そして、図8に示すように、蓋6の正極側貫通孔46に挿入された正極集電板44の挿入位置が、蓋6の中心Lcを基準として一方の幅広面側にずれている。そして、蓋6の負極側貫通孔26に挿入された負極集電板24の挿入位置が、蓋6の中心Lcを基準として他方の幅広面側にずれている。本実施例では、正極集電板44は、蓋の中心Lcから一方の幅広面側にδ3だけ離れた位置に配置され、負極集電板24は、蓋の中心Lcから他方の幅広面側にδ4だけ離れた位置に配置されており、正極集電板44の方が負極集電板24よりも蓋6の中心Lcからのずれ幅が大きい(δ3>δ4)。
δ3は、捲回電極群3の正極箔露出部34cを束ねたときの厚さの約半分の大きさに設定され、δ4は、捲回群3の負極箔露出部32cを束ねたときの厚さの約半分の大きさに設定されている。したがって、一方の幅広面側から正極集電板44の正極接続部42を捲回電極群3の正極箔露出部34cに当接させ、他方の幅広面側から負極集電板24の負極接続部22を捲回電極群3の負極箔露出部32cに当接させることにより、捲回電極群3の扁平厚さ方向の中心を蓋6の中心Lcに一致させた状態に配置することができる。
前記配置関係により、実施例1と同様に、異なる厚みを有する正極箔及び負極箔を正極集電板44及び負極集電板24に束ねて溶接する際に、捲回電極群3と蓋6の中心ずれを抑制することができる。したがって、捲回電極群3の扁平厚さ方向の中心が蓋6の中心Lcに一致しているので、蓋サブアッセンブリの捲回電極群3を電池缶1に挿入したときに、捲回電極群3と電池缶1との間の必要隙間を最小にすることが可能となり、実装密度が向上し、高容量電池を実現することができる。
本実施例では、正極側貫通孔46及び負極側貫通孔26と正極集電板44及び負極集電板24との隙間を0.3mm以上設けている。したがって、インサート成形時における絶縁樹脂の流動性が向上し、生産性が向上する。
本実施例によれば、実施例1と同様に、正極集電板44と負極集電板24が一直線状に延びる平板状をなしているので、蓋6の正極側貫通孔46及び負極側貫通孔26に容易に挿入することができ、蓋アッセンブリの組立性を向上させることができる。そして、捲回電極群3の正極箔と負極箔との厚みの違いを考慮し、正極集電板44と負極集電板24の挿入位置を一方の幅広面側と他方の幅広面側にずらして蓋の中心Lcから互いに異なる距離にすることにより、捲回電極群3の中心と電池缶1の中心との位置ズレを抑制でき、実装密度を向上させることができる。
本実施例によれば、正極側貫通孔46と負極側貫通孔26は、蓋6の対角線上に互いに離れた位置に配置されている。したがって、プレス加工により蓋6に正極側貫通孔46と負極側貫通孔26を形成した場合に、蓋6の短辺方向に均等に圧力が付加され、蓋6の歪みを防ぐことができる。
[実施例3]
図9は、実施例3における蓋アッセンブリの絶縁部材の部分断面図である。なお、上記した実施例1及び実施例2と同様の構成要素には同一の符号を付することでその詳細な説明を省略する。
本実施例において特徴的なことは、上記した実施例1または実施例2の構成において、負極集電板24を、クラッド材を用いて構成し、負極集電板24のクラッド変換部80を絶縁樹脂で覆う位置に配置したことである。
負極集電板24は、異種金属をクラッド接合したクラッド材を用いて構成されており、具体的には、銅合金の負極接続部22とアルミニウム合金の負極出力部12をクラッド変換部80でクラッド接合することによって構成されている。そして、クラッド変換部80は、絶縁部材5によって覆われる部分に配置されており、外部との接触が遮断された状態となっている。したがって、クラッド変換部80の界面に金属化合物が生成されることを抑制することができる。
本実施例では、負極出力部12をアルミニウム合金によって構成することで、負極出力部12に接合されるバスバーをアルミニウム合金のものにすることができ、正極出力部14に接合されるバスバーと材質を同じに揃えることができる。したがって、バスバーを2種類用意する必要がなく、コストを低く抑えることができる。
なお、図9に示す例では、負極側の構成のみを示したが、負極側に限定するものではなく、正極側と負極側のいずれか一方がかかる構成を有していればよく、負極の代わりに、正極側を同様の構成としてもよい。
以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。例えば、前記した実施の形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。さらに、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
1 電池缶(電池容器)
1a 開口部
1b 幅広面
1c 幅狭面
1d 底面
2 絶縁保護フィルム
3 捲回電極群
5 絶縁部材(樹脂部材)
6 蓋
8a 電極群固定テープ
8b 絶縁保護フィルム固定テープ
9 注液孔
10 ガス排出弁
11 注液栓
12 負極出力部
14 正極出力部
22 負極接続部
24 負極集電板(第二の集電板)
26 負極側貫通孔(第二の貫通孔)
32 負極電極
32b 負極合剤層
32c 負極箔露出部
33 セパレータ
34 正極電極
34b 正極合剤層
34c 正極箔露出部
35 セパレータ
42 正極接続部
44 正極集電板(第一の集電板)
46 正極側貫通孔(第一の貫通孔)
80 クラッド変換部
100 角形二次電池
200 蓋アッセンブリ

Claims (8)

  1. 蓄電要素を収納し、一対の幅広面、一対の幅狭面、底面と開口部を有する電池容器と、第一の貫通孔及び第二の貫通孔を有し、前記電池容器の開口部を塞ぐ蓋と、前記第一の貫通孔に挿入され、前記底面に向かって一直線状に延びる平板状の第一の集電板と、前記第二の貫通孔に挿入され、前記底面に向かって一直線状に延びる平板状の第二の集電板とを備えた角形二次電池であって、
    前記第一の集電板と前記第二の集電板は、互いに異なる金属材料を主材とし、
    前記第一の貫通孔及び前記第二の貫通孔は、前記蓋の中心よりも一方の前記幅広面側にずれており、
    前記第一の集電板の挿入位置は、前記第二の集電板の挿入位置よりも一方の前記幅広面側にずれていることを特徴とする角形二次電池。
  2. 蓄電要素を収納し、一対の幅広面、一対の幅狭面、底面と開口部を有する電池容器と、第一の貫通孔及び第二の貫通孔を有し、前記電池容器の開口部を塞ぐ蓋と、前記第一の貫通孔に挿入され、前記底面に向かって一直線状に延びる平板状の第一の集電板と、前記第二の貫通孔に挿入され、前記底面に向かって一直線状に延びる平板状の第二の集電板とを備えた角形二次電池であって、
    前記第一の集電板と前記第二の集電板は、互いに異なる金属材料を主材とし、
    前記第一の貫通孔は、前記蓋の中心を基準として一方の前記幅広面側にずれているとともに、前記第二の貫通孔は、前記蓋の中心を基準として他方の前記幅広面側にずれており、
    前記第一の集電板の挿入位置は、前記第二の集電板の挿入位置よりも一方の前記幅広面側にずれていることを特徴とする角形二次電池。
  3. 前記第一の集電板はアルミニウムを主材とする正極集電板であり、前記第二の集電板は銅を主材とする負極集電板であることを特徴とする請求項1又は2に記載の角形二次電池。
  4. 前記第一の集電板と前記第一の貫通孔の間には樹脂部材が配置されてシールされており、前記第二の集電板と前記第二の貫通孔の間には樹脂部材が配置されてシールされていることを特徴とする請求項1又は2に記載の角形二次電池。
  5. 前記第一の集電板と前記第一の貫通孔との間には0.3mm以上の隙間が設けられており、
    前記第二の集電板と前記第二の貫通孔との間には0.3mm以上の隙間が設けられていることを特徴とする請求項に記載の角形二次電池。
  6. 前記第一の集電板及び前記第二の集電板は、少なくとも前記第一の集電板及び前記第二の集電板の前記樹脂部材との接着部に粗面化処理が施されていることを特徴とする請求項4又は5に記載の角形二次電池。
  7. 前記第一の集電板及び前記第二の集電板は、それぞれ前記樹脂部材によって、前記蓋に固定されていることを特徴とする請求項から請求項のいずれか一項に記載の角形二次電池。
  8. 前記第一の集電板及び前記第二の集電板のいずれか一方は、異種金属とのクラッド変換部を有しており、前記クラッド変換部は前記樹脂部材の中に配置されていることを特徴とする請求項から請求項のいずれか一項に記載の角形二次電池。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6760045B2 (ja) * 2016-12-21 2020-09-23 三洋電機株式会社 角形二次電池及びその製造方法
JP2021086813A (ja) * 2019-11-29 2021-06-03 トヨタ自動車株式会社 密閉型電池

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3573825B2 (ja) * 1995-06-05 2004-10-06 三洋電機株式会社 電流遮断機能を有する電池
US6975650B2 (en) * 2002-02-13 2005-12-13 Interdigital Technology Corporation Transport block set segmentation
KR100599795B1 (ko) * 2004-06-29 2006-07-12 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
JP5593508B2 (ja) * 2007-09-21 2014-09-24 エリーパワー株式会社 電極端子取付構造及び非水電解質二次電池
JP5261029B2 (ja) 2008-05-29 2013-08-14 三洋電機株式会社 角形電池
JP5589955B2 (ja) 2011-05-16 2014-09-17 日立オートモティブシステムズ株式会社 角形二次電池
US20130149586A1 (en) * 2011-12-09 2013-06-13 Samsung Sdi Co., Ltd. Battery cell
JP5692173B2 (ja) * 2012-06-27 2015-04-01 トヨタ自動車株式会社 電池
KR101688482B1 (ko) * 2013-04-08 2016-12-21 삼성에스디아이 주식회사 전지 유니트 및 이를 채용한 전지 모듈
KR101741028B1 (ko) * 2013-04-08 2017-05-29 삼성에스디아이 주식회사 전지 유니트 및 이를 채용한 전지 모듈
KR101553583B1 (ko) * 2014-01-28 2015-09-16 삼성에스디아이 주식회사 이차전지
JP6308071B2 (ja) * 2014-08-07 2018-04-11 三洋電機株式会社 角形二次電池およびその製造方法
JP6558030B2 (ja) * 2014-08-20 2019-08-14 東ソー株式会社 ポリアリーレンスルフィド樹脂組成物およびそれよりなる二次電池封口板用シール部材
WO2016076108A1 (ja) * 2014-11-10 2016-05-19 日立オートモティブシステムズ株式会社 角形二次電池
WO2017159760A1 (ja) * 2016-03-17 2017-09-21 株式会社Gsユアサ 蓄電素子及び蓄電素子の製造方法

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