JP6769137B2 - Power storage device - Google Patents
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Description
本発明は、蓄電装置に関する。 The present invention relates to a power storage device.
二次電池や、キャパシタなどの蓄電装置としては、例えば、特許文献1に開示されている。特許文献1の蓄電装置は、タブ群を有する電極組立体と、電極組立体が収容されるケースと、ケースに固定された電極端子と、タブ群と電極端子とを電気的に接続する導電部材とを備える。電極組立体は、極性の異なる電極同士を互いに絶縁した状態で積層して構成されている。電極は、一辺から突出するタブを備える。タブは、複数寄せ集められることでタブ群を構成している。複数のタブは、電極組立体における電極の積層方向一端に寄せ集められ、電極組立体における電極の積層方向他端に向けて曲げられている。タブ群の先端が導電部材に接合されることで、タブ群と電極端子とが電気的に接続されている。 As a power storage device such as a secondary battery or a capacitor, for example, Patent Document 1 discloses it. The power storage device of Patent Document 1 is a conductive member that electrically connects an electrode assembly having a tab group, a case in which the electrode assembly is housed, an electrode terminal fixed to the case, and the tab group and the electrode terminal. And. The electrode assembly is configured by laminating electrodes having different polarities in a state of being insulated from each other. The electrode comprises a tab protruding from one side. A group of tabs is formed by collecting a plurality of tabs. The plurality of tabs are gathered at one end in the stacking direction of the electrodes in the electrode assembly and bent toward the other end in the stacking direction of the electrodes in the electrode assembly. By joining the tip of the tab group to the conductive member, the tab group and the electrode terminal are electrically connected.
ところで、電極組立体における電極の積層方向一端にタブを寄せ集めると、タブ群の先端や、タブ群を曲げる曲げ部がケースに近くなり、タブ群とケースとが接触しやすい。
本発明の目的は、タブ群とケースとの接触を抑制できる蓄電装置を提供することにある。
By the way, when the tabs are gathered at one end in the stacking direction of the electrodes in the electrode assembly, the tip of the tab group and the bent portion for bending the tab group become close to the case, and the tab group and the case easily come into contact with each other.
An object of the present invention is to provide a power storage device capable of suppressing contact between a tab group and a case.
上記課題を解決する蓄電装置は、一辺から突出した形状のタブを有する電極が、異なる極性の電極同士を互いに絶縁した状態で積層され、同じ極性同士の前記タブを寄せ集めて積層したタブ群を含む電極組立体と、前記電極組立体が収容されたケースと、前記ケースに固定され、前記電極組立体と電気を授受する電極端子と、前記タブ群と前記電極端子とを電気的に接続する平板状の導電部材と、を備え、前記タブ群は、同じ極性同士で寄せ集めて積層された前記タブ同士を溶接した第1溶接部と、前記第1溶接部よりも先端側に位置し、少なくとも1つのタブと前記導電部材とを溶接した第2溶接部と、前記電極組立体における前記電極の積層方向の一端に向けて前記第1溶接部から延びる第1延設部と、前記第1延設部に連続し、前記電極組立体における前記電極の積層方向の他端に向けて前記タブ群を折り返す曲げ部と、前記曲げ部から前記第2溶接部に向けて延びる第2延設部と、を備え、前記一辺の延びる方向に見て、前記第1溶接部の一部は、前記電極組立体における前記電極の積層方向の中心線に重なり、前記導電部材の縁のうち、前記電極の積層方向の一端側の縁から前記第2溶接部までの寸法を2倍した値よりも、前記タブの突出方向における前記第1溶接部と前記第2溶接部との間の寸法の値は小さい。 In the power storage device that solves the above problems, electrodes having tabs having a shape protruding from one side are laminated in a state where electrodes having different polarities are insulated from each other, and the tabs having the same polarity are gathered and laminated. The electrode assembly including the electrode assembly, the case in which the electrode assembly is housed, the electrode terminal fixed to the case and transmitting and receiving electricity to and from the electrode assembly, and the tab group and the electrode terminal are electrically connected. The tab group is provided with a flat plate-shaped conductive member, and the tab group is located at the first welded portion where the tabs that are laminated together with the same polarity are welded to each other and the tip side of the first welded portion. A second welded portion in which at least one tab and the conductive member are welded, a first extended portion extending from the first welded portion toward one end in the stacking direction of the electrodes in the electrode assembly, and the first A bent portion that is continuous with the extended portion and folds the tab group toward the other end in the stacking direction of the electrodes in the electrode assembly, and a second extended portion that extends from the bent portion toward the second welded portion. When provided with, as seen in the direction of extension of the side, wherein a portion of the first weld, the electrode assembly Ri Do heavy to the center line in the stacking direction of the electrode in the body, among the edges of the conductive member, The dimension between the first welded portion and the second welded portion in the protruding direction of the tab is larger than the value obtained by doubling the dimension from the edge on one end side in the stacking direction of the electrodes to the second welded portion. The value is small .
これによれば、第1溶接部によってタブ群を構成する全てのタブを電極の積層方向の中心寄りに寄せ集めることができる。一辺からのタブの突出長を同一とした場合、電極組立体における電極の積層方向の一端に寄せ集めたタブ群を電極組立体における電極の積層方向の他方に向けて曲げる場合に比べて、曲げ部、及び、タブ群の突出方向の先端をケースから離すことができる。このため、タブ群とケースとの接触を抑制することができる。
また、導電部材の板厚方向に対向する領域内にタブ群が収まりやすい。
According to this, all the tabs forming the tab group by the first welded portion can be gathered toward the center in the stacking direction of the electrodes. If the same projection length of the tab from one side, as compared with a case of bending toward the tab group of gathered in the stacking direction of the one end of the electrode in the electrode assembly to the other in the stacking direction of the electrode in the electrode assembly, bending The tip of the portion and the tab group in the protruding direction can be separated from the case. Therefore, contact between the tab group and the case can be suppressed.
In addition, the tab group is likely to fit in the region of the conductive member facing in the plate thickness direction.
上記蓄電装置について、前記第1溶接部における前記タブの積層方向の中心線は、前記電極組立体における前記電極の積層方向の中心線と重なってもよい。
これによれば、タブを電極組立体における電極の積層方向の中心に寄せ集めることで、曲げ部とケースとの距離をより離すことができる。
Regarding the power storage device, the center line in the stacking direction of the tabs in the first welded portion may overlap with the center line in the stacking direction of the electrodes in the electrode assembly.
According to this, by gathering the tabs close to the center of the electrode assembly in the stacking direction, the distance between the bent portion and the case can be further increased.
本発明によれば、タブ群とケースとの接触を抑制できる。 According to the present invention, the contact between the tab group and the case can be suppressed.
以下、蓄電装置の一実施形態について説明する。
図1に示すように、蓄電装置としての二次電池10は、直方体状のケース11を備える。ケース11は、有底四角筒状のケース本体12と、ケース本体12の開口部を塞ぐ蓋13とを備える。ケース11は、金属製であり、例えば、アルミニウム製又はアルミニウム合金製である。二次電池10は、リチウムイオン二次電池や、ニッケル水素二次電池など、どのような二次電池10であってもよい。また、蓄電装置はキャパシタであってもよい。
Hereinafter, an embodiment of the power storage device will be described.
As shown in FIG. 1, the
二次電池10は、ケース11に収容された電極組立体20と、電極組立体20と電気の授受を行う二つの電極端子14とを備える。二つの電極端子14は、極性の異なる正極端子と負極端子である。電極端子14は絶縁リング15を介して蓋13に固定されている。二次電池10は、導電部材16を二つ備える。各導電部材16は、それぞれ、各電極端子14に接合されている。
The
図2に示すように、電極組立体20は、正負の電極21と、正負の電極21の間に位置するセパレータ23とを備える。正負の電極21は、セパレータ23によって相互に絶縁された状態で積層されている。セパレータ23は、長方形状である。なお、以下の説明において、「積層方向」とは、電極21の積層方向である。
As shown in FIG. 2, the
正負の電極21は、金属箔24を備える。正極の電極21の金属箔24は、例えばアルミニウム箔である。負極の電極21の金属箔24は、例えば銅箔である。金属箔24は、長方形状の本体部25と、本体部25の一辺25aから突出した形状のタブ30と、を備える。なお、本体部25は、一辺25aを備える形状であればどのような形状であってもよい。本体部25の一辺25aは、電極21の一辺でもある。よって、電極21は、一辺25aから突出するタブ30を有する。
The positive and
正負の電極21は、本体部25の両面に、活物質層26を備える。活物質層26は、それぞれの極性用の活物質、バインダ、及び導電助剤などを含有している。なお、正負の電極21は、本体部25の片面にのみ活物質層26を備えていてもよい。
The positive and
電極組立体20において、複数の電極21とセパレータ23とは、同じ極性のタブ30同士が積層方向に列状に配置される状態で積層されている。
図1及び図3に示すように、同じ極性のタブ30同士は、電極組立体20における積層方向の中心寄りに寄せ集められている。寄せ集められたタブ30は、タブ群31,32を構成している。すなわち、電極組立体20は、極性の異なる二つのタブ群31,32を備える。各タブ群31,32は、それぞれの極性の電極端子14に接合された導電部材16に溶接されている。導電部材16は、電極端子14に対向する位置からタブ群31,32に対向する位置まで延びる平板状であり、矩形状である。なお、平板状とは導電部材16の一部を折り返すように導電部材16を屈曲させている形状を含まず、導電部材16に存在する起伏など、僅かに湾曲している形状を含む形状である。導電部材16の板厚方向の一方の面には電極端子14が接合され、板厚方向の他方の面にはタブ群31,32が溶接されている。
In the
As shown in FIGS. 1 and 3, the
二次電池10は、各導電部材16と、蓋13とを絶縁する絶縁カバー40をケース11内に備える。絶縁カバー40は、例えば樹脂製である。絶縁カバー40は、長方形板状の第1絶縁部41と、この第1絶縁部41の一つの長縁から電極組立体20に向けて突出した形状の第2絶縁部42とを備える。
The
第1絶縁部41は、導電部材16と、蓋13との間に介在する。第2絶縁部42は、積層方向において、各タブ群31,32と、ケース本体12の側壁との間に位置する。
また、二次電池10は、電極組立体20と、ケース11とを絶縁するための絶縁フィルム43をケース11内に備える。絶縁フィルム43は、例えば、ケース本体12における底部の内面、及び、ケース本体12における側壁の内面のうち、電極21に対向する位置に設けられる。
The first insulating
Further, the
次に、タブ群31,32について詳細に説明する。以下、タブ群31,32のうち一方のタブ群31について説明する。
図3に示すように、タブ群31は、タブ30同士を溶接した第1溶接部33を備える。電極組立体20において、タブ群31が突出している面を端面20aとし、タブ群31の突出方向において、タブ群31の端面20a寄りの端部を基端、逆側の端部を先端とする。第1溶接部33は、基端寄りに位置している。
Next, the
As shown in FIG. 3, the
タブ群31において、第1溶接部33より先端側は曲げられている。タブ群31は、第1溶接部33から電極組立体20における積層方向一端に向けて延びる第1延設部34と、第1延設部34に連続し、タブ群31を折り返す曲げ部35と、曲げ部35より蓋13側で曲げ部35から電極組立体20における積層方向他端に向けて延びる第2延設部36とを備える。一辺25aからのタブ30の突出長が全ての電極21で同一なので、第2延設部36においては、積層方向の中心に近い電極21のタブ30ほど、曲げ部35から電極組立体20における積層方向他端に向けて突出している。積層方向において、第1延設部34と第2延設部36の寸法とは略同一である。
In the
タブ群31は、導電部材16と溶接された第2溶接部37を第2延設部36に備える。第2溶接部37は、タブ群31の先端に位置している。第2溶接部37は、複数のタブ30のうち、少なくとも一つのタブ30を導電部材16に溶接した構成である。本実施形態において、第2溶接部37は三つのタブ30を導電部材16に溶接している。第2溶接部37は、導電部材16における積層方向の中心にタブ群31を溶接している。
The
一辺25aが延びる方向に見て、第1溶接部33の一部は、電極組立体20における積層方向の中心線L1に重なる。本実施形態においては第1溶接部33における積層方向の中心線L2と、電極組立体20における積層方向の中心線L1とは重なり合う。導電部材16のうち積層方向の寸法を幅とすると、タブ群31は導電部材16の幅内に収まっている。すなわち、導電部材16の板厚方向において、その導電部材16に対向する領域内にタブ群31は位置している。
When viewed in the direction in which one
導電部材16の縁のうち、電極組立体20における積層方向一端側の縁16aから第2溶接部37までの寸法をAとし、タブ30の突出方向における第1溶接部33と第2溶接部37との間の寸法(中心間距離)をBとすると、AとBとは、2A>Bの関係を満たす。すなわち、導電部材16の縁16aから第2溶接部37までの寸法を2倍した値よりも、タブ30の突出方向における第1溶接部33と第2溶接部37との間の寸法の値は小さい。なお、図5に示すように、Bは、タブ群31を直線状にしたときの第1溶接部33と第2溶接部37との間の寸法ともいえる。
Of the edges of the
二つのタブ群31,32のうち、タブ群32は、タブ群31と同様な構造、あるいは、タブ群31の対称構造となる。タブ群32が、タブ群31の対称構造となる場合、第1延設部34と第2延設部36の延びる方向が、積層方向においてタブ群31とは逆方向となる。
Of the two
図4に示すように、複数のタブ30からタブ群31を構成する際には、まず、同じ極性のタブ30同士を電極組立体20における積層方向の中心に寄せ集める。寄せ集めた複数のタブ30にレーザを照射することで第1溶接部33を形成し、第1溶接部33でタブ30同士を接合する。
As shown in FIG. 4, when forming the
図5に示すように、タブ30の積層方向に重なるように導電部材16を配置する。タブ30の先端にレーザを照射して、第2溶接部37を形成し、導電部材16とタブ30とを溶接する。
As shown in FIG. 5, the
図6に示すように、導電部材16の板厚方向の一面が電極組立体20の端面20aと向かい合うように導電部材16を位置させる。すると、第1溶接部33と第2溶接部37との間で複数のタブ30が曲がり、曲げ部35、第1延設部34、及び、第2延設部36が形成される。
As shown in FIG. 6, the
複数のタブ30を曲げる際に、第1溶接部33と第2溶接部37との距離が長い程、複数のタブ30を曲げやすい。第2溶接部37は、複数のタブ30を曲げることができる範囲内で、その位置をタブ群31の基端側に変更してもよいが、タブ30の先端側に近い程、タブ30を曲げやすい。
When bending the plurality of
次に、本実施形態の二次電池10の作用、効果について説明する。まず、比較例の二次電池について説明する。
図7に示すように、比較例の二次電池100は、タブ群101の形状、及び、導電部材110の形状を除いて、実施形態の二次電池10と同一の構成を備える。
Next, the operation and effect of the
As shown in FIG. 7, the
比較例のタブ群101は、複数のタブ30を電極組立体20における積層方向一端(図中左方)に寄せ集め、電極組立体20における積層方向他端(図中右方)に向けて曲げた形状である。この場合、曲げ部102は電極組立体20における積層方向一端に寄る。また、タブ群101の先端は電極組立体20における積層方向他端に寄る。曲げ部102、及び、タブ群101の先端は積層方向に位置するケース本体12の側壁に近くなる。タブ群101の曲げ部102がケース11に接触することは、絶縁カバー40によって抑制されている。
In the
導電部材110は、板状の金属板を折り返すことで、板厚方向に互いに対向する第1導電部111及び第2導電部112と、第1導電部111と第2導電部112とに連続する連続部113を備える。そして、タブ群101の先端は、第1導電部111と第2導電部112との間に入り込んでいる。連続部113によってタブ群101の先端がケース11に接触することが抑制されている。
The
(1)上記したように、導電部材110を折り返し形状とすることで、タブ群101の先端がケース11に接触することを抑制できる。しかしながら、導電部材110を折り返し形状とする場合、平板状の導電部材16に比べて歩留まりが悪くなる。導電部材16を平板状とすると、タブ群101の先端がケース11に接触することを導電部材16によって抑制することができない。
(1) As described above, by forming the
これに対して、実施形態のタブ群31は、一辺25aの延びる方向から見て第1溶接部33の一部が電極組立体20における積層方向の中心線L1に重なる。結果として、複数のタブ30は、電極組立体20における積層方向の中心寄りに寄せ集められることになる。
On the other hand, in the
タブ30を電極組立体20における積層方向一端に寄せ集めた場合、タブ30を積層方他端に向けて延ばすために、積層方向一端でタブ30を曲げる必要がある。結果として、曲げ部102は電極組立体20における積層方向一端に寄る。これに対して、タブ30を電極組立体20における積層方向の中心寄りに寄せ集めた場合、第1溶接部33と、積層方向に位置するケース本体12の側壁との間の領域を利用して第1延設部34を設けることができる。第1延設部34と第2延設部36で、タブ群31のうち第1溶接部33と第2溶接部37との間の部分を二分することができるため、タブ群31が導電部材16の幅内に収まりやすい。タブ30を電極組立体20の積層方向一端に寄せ集める場合と比較して、タブ群31の先端と、曲げ部35とをケース11から離すことができ、タブ群31が導電部材16の幅内に収まりやすく、タブ群31がケース11と接触することを抑制することができる。
When the
(2)中心線L1と中心線L2とは重なり合う。よって、複数のタブ30を電極組立体20の中心に寄せ集めることができるため、タブ群31の先端と、曲げ部35とをケース11から離しやすい。
(2) The center line L1 and the center line L2 overlap each other. Therefore, since the plurality of
(3)導電部材16の縁16aから第2溶接部37までの寸法を2倍した値よりも、タブ30の突出方向における第1溶接部33と第2溶接部37との間の寸法の値は小さい。このため、タブ群31が導電部材16の幅内に収まりやすい。
(3) The value of the dimension between the first welded
なお、実施形態は、以下のように変更してもよい。
○一辺25aの延びる方向から見て、第1溶接部33の一部が電極組立体20における積層方向の中心線L1と重なっていれば、中心線L1と中心線L2とは重なっていなくてもよい。
The embodiment may be changed as follows.
○ If a part of the first welded
○2A>Bは満たされなくてもよい。この場合であっても、タブ30を寄せ集める位置を調整することで、タブ群31を導電部材16の幅内に収めることができる。
○一辺25aからのタブ30の突出長は異なっていてもよい。例えば、積層方向の中心に近い電極21程、タブ30の突出長を短くすることで、第2延設部36において、各タブ30の積層方向の端面を揃えてもよい。
○ 2A> B may not be satisfied. Even in this case, the
○ The protruding length of the
○絶縁カバー40は、第2絶縁部42を備えていなくてもよい。この場合であっても、タブ群31の先端と曲げ部35とを、ケース11から離すことができるため、タブ群31がケース11に接触することを抑制できる。
○ The insulating
○第2溶接部37は、導電部材16における積層方向の中心からずれた位置にタブ群31を溶接してもよい。
○第2溶接部37は、第1溶接部33よりもタブ群31の先端側に位置していればよく、タブ群31の先端とは異なる位置に設けられていてもよい。
○ The second welded
○ The second welded
10…二次電池(蓄電装置)、11…ケース、14…電極端子、16…導電部材、20…電極組立体、21…電極、25a…一辺、30…タブ、31,32…タブ群、33…第1溶接部、34…第1延設部、35…曲げ部、36…第2延設部、37…第2溶接部。 10 ... Secondary battery (power storage device), 11 ... Case, 14 ... Electrode terminal, 16 ... Conductive member, 20 ... Electrode assembly, 21 ... Electrode, 25a ... One side, 30 ... Tab, 31, 32 ... Tab group, 33 ... 1st welded portion, 34 ... 1st extended portion, 35 ... bent portion, 36 ... 2nd extended portion, 37 ... 2nd welded portion.
Claims (2)
前記電極組立体が収容されたケースと、
前記ケースに固定され、前記電極組立体と電気を授受する電極端子と、
前記タブ群と前記電極端子とを電気的に接続する平板状の導電部材と、を備え、
前記タブ群は、
同じ極性同士で寄せ集めて積層された前記タブ同士を溶接した第1溶接部と、
前記第1溶接部よりも先端側に位置し、少なくとも1つのタブと前記導電部材とを溶接した第2溶接部と、
前記電極組立体における前記電極の積層方向の一端に向けて前記第1溶接部から延びる第1延設部と、
前記第1延設部に連続し、前記電極組立体における前記電極の積層方向の他端に向けて前記タブ群を折り返す曲げ部と、
前記曲げ部から前記第2溶接部に向けて延びる第2延設部と、を備え、
前記一辺の延びる方向に見て、前記第1溶接部の一部は、前記電極組立体における前記電極の積層方向の中心線に重なり、
前記導電部材の縁のうち、前記電極の積層方向の一端側の縁から前記第2溶接部までの寸法を2倍した値よりも、前記タブの突出方向における前記第1溶接部と前記第2溶接部との間の寸法の値は小さい蓄電装置。 An electrode assembly including a group of tabs in which electrodes having tabs having a shape protruding from one side are laminated in a state where electrodes having different polarities are insulated from each other and the tabs having the same polarity are gathered and laminated.
The case in which the electrode assembly is housed and
An electrode terminal fixed to the case and transmitting electricity to and from the electrode assembly,
A flat conductive member for electrically connecting the tab group and the electrode terminal is provided.
The tab group is
A first welded portion in which the tabs that are laminated together with the same polarity are welded together,
A second welded portion located on the tip side of the first welded portion and in which at least one tab and the conductive member are welded together.
A first extending portion extending from the first welded portion toward one end in the stacking direction of the electrodes in the electrode assembly,
A bending portion continuous with the first extending portion and folding back the tab group toward the other end in the stacking direction of the electrodes in the electrode assembly.
A second extending portion extending from the bent portion toward the second welded portion is provided.
As seen in the direction of extension of the side, the portion of the first weld, heavy Do Ri to the center line in the stacking direction of the electrode in the electrode assembly,
Of the edges of the conductive member, the first welded portion and the second welded portion in the protruding direction of the tab are more than the value obtained by doubling the dimension from the edge on one end side in the stacking direction of the electrodes to the second welded portion. A power storage device with a small dimensional value between the welded part .
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