JP6727853B2 - 二次電池、電池モジュール及び車両 - Google Patents
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Description
以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。図面においては、一部の符号を省略している。二次電池の一例として、図1に二次電池100の外観を、図2に二次電池の展開斜視図を示す。電池100は、外装缶1、偏平形状の捲回電極群2、正極リード3、負極リード4、蓋5、正極端子6、負極端子7、正極バックアップリード8、負極バックアップリード9、正極絶縁カバー10、負極絶縁カバー11、正極ガスケット12、負極ガスケット13、安全弁14、電解液注入口15と図示しない電解液を備える。電解液は、外装缶1内に存在し、外装缶1内に充填されていることが好ましい。図3には、蓋5の斜視図を示す。図のように、蓋に、正極リード3、負極リード4、正極端子6、負極端子7、正極ガスケット12、負極ガスケット13が設けられている。図4には、蓋5に捲回電極群2が接合した斜視図を示す。蓋5の正極リード3と捲回電極群2の集電タブ部分に設けられた正極バックアップリード8とが接合している。図5には、図4の側面図を示す。正極側と負極側では、上下が反転している。
図中では、省略しているが、絶縁性の接着テープを用いて各部材が固定乃至接続されていることが好ましい。
以下、図面を参照して、実施の形態について説明する。第2実施形態に係る電池モジュールは、上記第1実施形態に係る二次電池(即ち、単電池)を一以上有する。電池モジュールに複数の単電池が含まれる場合、各単電池は、電気的に直列、並列、或いは、直列と並列に接続して配置される。
実施形態の電池モジュールを蓄電装置300に搭載することができる。図13の概念図に示す蓄電装置300は、電池モジュール200と、インバーター302と、コンバーター301とを備える。外部交流電源303をコンバーター301で直流変換し、電池モジュールを充電し、電池モジュールのからの直流電源のインバーター302で交流変換し、負荷304に電気を供給する構成となっている。実施形態の電池モジュール200を有する本構成の蓄電装置300とすることで、電池特性に優れた蓄電装置が提供される。
実施形態の電池モジュール200を車両400に搭載することができる。図14の概念図に示す車両400は、電池モジュール200と、インバーター401と、モーター402と、車輪403とを少なくとも備える。電池モジュール200からの直流電源をインバーターで交流変換し、交流電源によって、モーター402を駆動する。直流電流によって駆動するモーターを用いる場合は、インバーターは省略される。図において、電池モジュールの充電機構等は省略されている。モーター402の駆動力によって、車輪403を回転させることができる。なお、車両400は、電車などの電動車両やエンジンなどの他の駆動源を有するハイブリッド車も含まれる。モーター402からの回生エネルギーによって、電池モジュール200を充電してもよい。電池モジュールからの電気エネルギーによって駆動されるものはモーターに限られず、図15の概念図に示すように車両500の電気機器501を動作させるための動力源に用いても良い。図15の概念図に示す車両500の場合、例えば、車輪503の車軸部分に取り付けられたモーターなどの発電機503を車両の減速時に動作させて回生エネルギーを得て、得られた回生エネルギーを用いて電池モジュール200を充電することが好ましい。
Claims (6)
- 有底角筒型形状をなす外装缶と、
前記外装缶内に、正極と、セパレータと、負極とが捲回した捲回電極群と、
正極端子と負極端子を有する蓋と、
前記外装缶内に、前記正極端子と接続した正極リードと、
前記外装缶内に、前記正極リードと接続した正極バックアップリードと、
前記外装缶内に、前記負極端子と接続した負極リードと、
前記外装缶内に、前記負極リードと接続した負極バックアップリードとを有し、
前記正極は、正極集電体と、前記正極集電体上に正極活物質層とを有し、
前記正極集電体は、前記正極活物質層が設けられた塗工部と前記正極活物質層が設けられずに前記正極集電体が露出した非塗工部を有し、
前記負極は、負極集電体と、前記負極集電体上に負極活物質層とを有し、
前記負極集電体は、前記負極活物質層が設けられた塗工部と前記負極活物質層が設けられずに前記負極集電体が露出した非塗工部を有し、
前記捲回電極群の捲回軸方向の一方の端部側の前記正極集電体が捲回した前記非塗工部の部分を正極集電タブとし、
前記捲回電極群の捲回軸方向の他方の端部側の前記負極集電体が捲回した前記非塗工部の部分を負極集電タブとし、
前記正極集電タブは、前記正極集電タブの外側から中心方向に集束し、前記正極集電タブの端部が正極バックアップリードに挟持されて正極バックアップリードと接合し、
前記正極集電体は、前記負極集電タブ側の曲げ起点から前記正極バックアップリードとの接合部分まで曲がり、
前記正極集電体と前記正極バックアップリードとの接合部分のうち最も曲げ起点に近い点を曲げ終点とし、
前記正極集電タブの前記正極集電体の最外周の正極集電体は、前記曲げ起点からの曲線と、前記曲げ終点からの曲線の形状を有し、
前記最外周の正極集電体の曲げ起点から前記最外周の正極集電体の曲げ終点までを接続する線分を正極仮想線分とする時、
前記正極仮想線分と前記最外周の正極集電体の曲線で囲まれた領域のうち、前記曲げ起点を含む領域aは、正極集電タブの内側に存在し、
前記正極仮想線分と前記最外周の正極集電体の曲線で囲まれた領域のうち、前記曲げ終点を含む領域bは、正極集電タブの外側に存在し、
前記負極集電タブは、前記負極集電タブの外側から中心方向に集束し、前記負極集電タブの端部が負極バックアップリードに挟持されて負極バックアップリードと接合し、
前記負極集電体は、前記正極集電タブ側の曲げ起点から前記負極バックアップリードとの接合部分まで曲がり、
前記負極集電体と前記負極バックアップリードとの接合部分のうち最も曲げ起点に近い点を曲げ終点とし、
前記負極集電タブの前記負極集電体の最外周の負極集電体は、前記曲げ起点からの曲線と、前記曲げ終点からの曲線の形状を有し、
前記最外周の負極集電体の曲げ起点から前記最外周の負極集電体の曲げ終点までを接続する線分を第2仮想線分とする時、
前記負極仮想線分と前記最外周の負極集電体の曲線で囲まれた領域のうち、前記曲げ起点を含む領域cは、負極集電タブの内側に存在し、
前記負極仮想線分と前記最外周の負極集電体の曲線で囲まれた領域のうち、前記曲げ終点を含む領域dは、負極集電タブの外側に存在し、
前記領域aの面積をSaとし、前記領域bの面積をSbとする時、
前記Saは、前記Sbよりも小さく、
前記領域cの面積をScとし、前記領域dの面積をSdとする時、
前記Scは、前記Sdよりも小さい二次電池。 - 前記Saは、前記Sbの半分の面積よりも大きく、
前記Scは、前記Sdの半分の面積よりも大きい請求項1に記載の二次電池。 - 前記正極集電タブの最外周の上側の正極曲げ起点から下側の正極曲げ起点までの厚さをT0とし、
前記正極集電タブの最外周の上側の正極曲げ起点から上側の正極曲げ終点までの厚さをT1とし、
前記正極集電タブの最外周の下側の正極曲げ起点から下側の正極曲げ終点までの厚さをT2とし、
前記負極集電タブの最外周の上側の負極曲げ起点から下側の負極曲げ起点までの厚さをT4とし、
前記負極集電タブの最外周の上側の負極曲げ起点から上側の負極曲げ終点までの厚さをT5とし、
前記負極集電タブの最外周の下側の負極曲げ起点から下側の負極曲げ終点までの厚さをT6とする時、
前記T1は、0.35T0以上0.6T0以下を満たし、
前記T2は、0.35T0以上0.6T0以下を満たし、
前記T5は、0.35T4以上0.6T4以下を満たし、
前記T6は、0.35T4以上0.6T4以下を満たす請求項1又は2に記載の二次電池。 - 前記正極集電タブの最外周の上側の正極曲げ終点から下側の曲げ終点までの厚さをT3とし、
前記負極集電タブの最外周の上側の負極曲げ終点から下側の曲げ終点までの厚さをT7とする時、
前記T3とT7は、0.7mm以上である請求項1乃至3のいずれか1項に記載の二次電池。 - 前記請求項1乃至4のいずれか1項に記載の二次電池を単電池として複数用いた電池モジュール。
- 前記請求項5に記載の電池モジュールを用いた車両。
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