JP6787009B2 - Power storage device, manufacturing method of power storage device, and manufacturing method of current collector plate - Google Patents
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Description
本発明は、蓄電素子の引き出し端子と外部端子との間を接続する集電板の形成技術に関する。
The present invention relates to a technique for forming a current collector plate that connects a lead-out terminal of a power storage element and an external terminal.
電気二重層キャパシタや電解コンデンサでは、蓄電素子の電極部と外部端子とを電気的に接続する必要がある。この電極部と外部端子との接続状態が蓄電素子の内部抵抗や接続部分の接触抵抗に影響を与えることになる。 In electric double layer capacitors and electrolytic capacitors, it is necessary to electrically connect the electrode portion of the power storage element and the external terminal. The connection state between the electrode portion and the external terminal affects the internal resistance of the power storage element and the contact resistance of the connection portion.
このような電気的な接続に関し、素子の端面に集電端子を設けて集電板と接続させることや、この集電板を外装ケースと素子との接続や外部端子との接続に用いるものがある(例えば、特許文献1)。 Regarding such an electrical connection, a current collector terminal may be provided on the end face of the element to connect to the current collector plate, or the current collector plate may be used to connect the outer case to the element or the external terminal. (For example, Patent Document 1).
ところで、蓄電デバイスであるコンデンサでは、集電板の加工製造にプレス加工が用いられている。このプレス加工は、成形処理の容易化や製造工程の簡略化などが図れるが、複雑な形状に1回の成形処理で行うのは困難であることや、押圧側とその被加工部材を保持して成形する型枠の間に均一に力が加わらない場合がある。この場合、変形量の多い部分、たとえば屈曲形状の部分などの形成において、金属が曲面方向またはそれに近い状態で流れてしまい直交する角部が成形されない場合もある。また、型枠内に残留する空気などの影響を受けて金属が流入せずに、角部が形成されないおそれもある。 By the way, in a capacitor which is a power storage device, press working is used for processing and manufacturing a current collector plate. This press working can facilitate the molding process and simplify the manufacturing process, but it is difficult to perform the molding process in a single molding process for a complicated shape, and the pressing side and the member to be processed are held. The force may not be applied uniformly between the molds to be molded. In this case, in the formation of a portion having a large amount of deformation, for example, a bent-shaped portion, the metal may flow in a curved surface direction or a state close to the curved surface direction, and orthogonal corner portions may not be formed. In addition, the metal may not flow in due to the influence of air remaining in the mold, and the corners may not be formed.
コンデンサは、蓄電素子の引き出し端子と外部端子との間に集電板を介在させ、それぞれ溶接により固定される。集電板と外部端子は、たとえば隣接した側面同士を溶接接続する手法が用いられる。このとき、集電板は、外部端子と接触する部分に角部が形成されていない場合、その角部と外部端子の側面とを溶接しても、溶接内部に空間部(ボイド)が生じている場合がある。斯かるボイドの発生は、コンデンサの内部抵抗の増加または外部端子を通じて供給する電力の低下、溶接強度の低下など、蓄電デバイスとしての信頼性の低下を招くという課題がある。溶接処理が行われた後は、斯かる接続部分内部にボイドが発生しているか否かの判断は困難であることから、集電板の製造過程における製造精度を向上させることが望ましい。 The capacitor is fixed by welding with a current collector plate interposed between the extraction terminal and the external terminal of the power storage element. For the current collector plate and the external terminal, for example, a method of welding and connecting adjacent side surfaces is used. At this time, if the current collector plate does not have a corner formed in the portion in contact with the external terminal, even if the corner portion and the side surface of the external terminal are welded, a space portion (void) is generated inside the weld. There may be. The generation of such voids has a problem that the reliability as a power storage device is lowered, such as an increase in the internal resistance of the capacitor, a decrease in the electric power supplied through the external terminal, and a decrease in the welding strength. After the welding process is performed, it is difficult to determine whether or not voids are generated inside the connection portion. Therefore, it is desirable to improve the manufacturing accuracy in the manufacturing process of the current collector plate.
斯かる課題の開示や示唆はなく、特許文献1に開示された構成では斯かる課題を解決することができない。 There is no disclosure or suggestion of such a problem, and the configuration disclosed in Patent Document 1 cannot solve such a problem.
そこで、本発明の蓄電デバイス、蓄電デバイスの製造方法および集電板の製造方法の目的は、上記課題に鑑み、集電板の成形精度の向上を図ることにある。 An object of the manufacturing method of an electric storage device, producing how you and collector plates of the electricity storage device of the present invention has been made in view of the above problems, it is an improved molding accuracy of the current collector plate.
また、本発明の蓄電デバイス、蓄電デバイスの製造方法および集電板の製造方法の他の目的は、集電板と外部端子との接続の信頼性を向上させることにある。 Another object of the electric storage device, method for manufacturing how you and collector plates of the electricity storage device of the present invention is to improve the reliability of the connection between the current collector plate and the external terminal.
上記目的を達成するため、本発明の蓄電デバイスは、蓄電素子と、前記蓄電素子の端面に形成された陽極側の電極引き出し端子および陰極側の電極引出し端子と、各前記電極引き出し端子にそれぞれ設置され、前記電極引き出し端子と接続する接続部の少なくとも一部にある切り欠き面が、接続部から突出している集電板と、前記切り欠き面が突出した突出部の上面に端子部品が接続されており、該端子部品と前記集電板の前記突出部の前記切り欠き面とが溶接接続されている外部端子とを備える。 In order to achieve the above object, the power storage device of the present invention is installed in the power storage element, the electrode lead-out terminal on the anode side and the electrode lead-out terminal on the cathode side formed on the end face of the power storage element, and each of the electrode pull-out terminals. A notched surface in at least a part of the connecting portion connected to the electrode lead-out terminal is connected to a current collector plate protruding from the connecting portion and a terminal component is connected to the upper surface of the protruding portion in which the notched surface protrudes. The terminal component and the cutout surface of the protruding portion of the current collector plate are welded to each other to provide an external terminal.
上記蓄電デバイスにおいて、好ましくは、前記集電板は、少なくとも前記端子部品が設置されている上部側の端面部分に前記切り欠き面を有してもよい。 In the power storage device, preferably, the current collector plate may have the cutout surface at least on the upper end surface portion where the terminal component is installed.
上記蓄電デバイスにおいて、好ましくは、前記突出部は、上面側に前記端子部品の接触面と平行または平行に近い角度の載置面を備えてもよい。 In the power storage device, preferably, the protrusion may be provided with a mounting surface on the upper surface side at an angle parallel to or close to the contact surface of the terminal component.
上記目的を達成するため、本発明の蓄電デバイスの製造方法は、蓄電素子の端面に陽極側の電極引き出し端子および陰極側の電極引き出し端子を形成する工程と、前記電極引き出し端子と接続する接続部の少なくとも一部を、切り欠いた切り欠き面を突出させて集電板を形成する工程と、前記集電板を各電極引き出し端子にそれぞれ設置する工程と、前記切り欠き面が突出した突出部の上面に外部端子の端子部品を設置させ、該端子部品と前記集電板の前記切り欠き面とを溶接接続する工程とを含む。 In order to achieve the above object, the method for manufacturing a power storage device of the present invention includes a step of forming an electrode lead-out terminal on the anode side and an electrode pull-out terminal on the cathode side on the end face of the power storage element, and a connection portion connected to the electrode pull-out terminal. A step of forming a current collecting plate by projecting at least a part of the notched cutout surface, a step of installing the current collecting plate at each electrode lead-out terminal, and a protruding portion having the notched surface protruding. This includes a step of installing a terminal component of an external terminal on the upper surface of the above surface and welding and connecting the terminal component and the notched surface of the current collector plate.
上記蓄電デバイスの製造方法において、好ましくは、前記端子部品と前記集電板の前記切り欠き面とを溶接接続する工程は、溶接面に向かってコンデンサ素子の側面方向からレーザー照射をして溶接接続する工程を含んでもよい。
上記蓄電デバイスの製造方法において、好ましくは、前記接続部の平面の一部を貫通させ、または該平面の一部を所定の深さに切り欠いて前記切り欠き面を形成する工程と、前記切り欠き面に沿って前記接続部の一部を前記平面に対して交差方向に押圧し、または前記切り欠き面に沿って前記接続部の一部を所定の角度に折り曲げる工程とを含んでもよい。
In the method for manufacturing the power storage device, preferably, in the step of welding and connecting the terminal component and the cutout surface of the current collector plate, laser irradiation is performed from the side surface direction of the capacitor element toward the welded surface to weld and connect. It may include a step of performing.
In the method for manufacturing the power storage device, preferably, a step of penetrating a part of a plane of the connection portion or cutting a part of the plane to a predetermined depth to form the cutout surface, and the cutting. It may include a step of pressing a part of the connecting portion along the notched surface in an intersecting direction with respect to the plane, or bending a part of the connecting portion along the notched surface at a predetermined angle.
上記蓄電デバイスの製造方法において、好ましくは、前記接続部の平面の一部に前記接続部の平面に対して交差方向に切り欠きながら、押圧し、切り欠かれた切り欠き面を突出させる工程を含んでもよい。 In the method for manufacturing the power storage device, preferably, a step of pressing a part of the plane of the connection portion while notching the plane of the connection portion in the intersecting direction to project the notched cut surface. It may be included.
上記蓄電デバイスの製造方法において、好ましくは、さらに、前記切り欠き面が突出した突出部を形成した工程により、前記接続部に生じた隙間を狭小化させる工程を含んでもよい。 In the method for manufacturing the power storage device, preferably, a step of narrowing the gap formed in the connection portion by the step of forming the protruding portion with the notched surface protruding may be included.
上記目的を達成するため、本発明の集電板の製造方法の一側面は、蓄電デバイスの外部端子に接続される集電板の製造方法であって、蓄電素子の端面に形成されている陽極側の電極引き出し端子と陰極側の電極引出し端子とにそれぞれ設置され、前記電極引き出し端子と接続させる接続部の一部を切り欠かいた切り欠き面を突出させる工程とを含み、前記切り欠き面を突出させた突出部の上面に前記外部端子の端子部品が接続され、該端子部品と前記集電板の前記突出部の前記切り欠き面とが溶接接続される。 In order to achieve the above object, one aspect of the method for manufacturing a current collector plate of the present invention is a method for manufacturing a current collector plate connected to an external terminal of a power storage device, and an anode formed on an end face of the power storage element. The notched surface is provided with a step of projecting a notched surface which is installed at each of the electrode lead-out terminal on the side and the electrode lead-out terminal on the cathode side and has a cutout portion of a connection portion to be connected to the electrode lead-out terminal. The terminal component of the external terminal is connected to the upper surface of the protruding portion, and the terminal component and the cutout surface of the protruding portion of the current collector plate are welded and connected.
本発明によれば、次のいずれかの効果が得られる。 According to the present invention, any of the following effects can be obtained.
(1) 集電板と端子部品との溶接部分の内部に空隙を生じさせず、接続強度の向上や集電板と端子部品との接続部分における内部抵抗の低減が図れる。 (1) It is possible to improve the connection strength and reduce the internal resistance at the connection part between the current collector plate and the terminal parts without creating a gap inside the welded part between the current collector plate and the terminal parts.
(2)端子部品と接続させる集電板の表出部分の成形精度の向上により、集電板と端子部品との溶接接続の精度が高められ、蓄電デバイスの製造処理の信頼性が高められる。 (2) By improving the molding accuracy of the exposed part of the current collector plate to be connected to the terminal parts, the accuracy of the welding connection between the current collector plate and the terminal parts is improved, and the reliability of the manufacturing process of the power storage device is improved.
(3) 集電板の一部を切り欠いて、少なくとも端子部品と溶接接続させる部分の成形形状を安定化することで、集電板の成形処理の簡易化が図れる。 (3) By cutting out a part of the current collector plate and stabilizing the molding shape of at least the part to be welded and connected to the terminal parts, the molding process of the current collector plate can be simplified.
そして、本発明の他の目的、特徴および利点は、添付図面および各実施の形態を参照することにより、一層明確になるであろう。
And other objects, features and advantages of the present invention will be further clarified by reference to the accompanying drawings and each embodiment.
〔第1の実施の形態〕 [First Embodiment]
図1は、第1の実施の形態に係る蓄電デバイスの一例を示している。図1に示す構成は蓄電デバイスの一例として、電気二重層コンデンサを示すものであり、電解コンデンサ、リチウムイオン電池、リチウムイオンキャパシタなど、他の蓄電デバイスであってもよい。 FIG. 1 shows an example of a power storage device according to the first embodiment. The configuration shown in FIG. 1 shows an electric double layer capacitor as an example of a power storage device, and may be another power storage device such as an electrolytic capacitor, a lithium ion battery, or a lithium ion capacitor.
このコンデンサ2は、本開示の蓄電デバイスの一例であり、たとえば図1に示すように、蓄電素子の一例であるコンデンサ素子4の同一の素子端面側に、陽極部6として複数の陽極側の引き出し端子が引き出されるとともに、陰極部8として複数の陰極側の引き出し端子が引き出されている。陽極部6および陰極部8は、たとえばコンデンサ素子4の中心部分を境界として左右にそれぞれ配置されている。このコンデンサ2は、たとえば電気二重層キャパシタ、電解コンデンサまたはハイブリッドキャパシタなどであってもよい。
This
コンデンサ2は、陽極部6に対して陽極端子10が陽極集電板12を介して接続され、陰極部8に対して陰極端子14が陰極集電板16を介して接続されている。陽極端子10および陰極端子14は、本開示の外部端子の一例であり、それぞれ陽極端子10と陽極集電板12と陽極部6とが電気的に接続され、陰極端子14と陰極集電板16と陰極部8が電気的に接続されている。陽極集電板12または陰極集電板16は、一面側が陽極部6または陰極部8に接続されている。また、陽極集電板12および陰極集電板16はその一部が外部端子側に表出しており、この表出部分がそれぞれ陽極端子10または陰極端子14に接触する。陽極端子10および陰極端子14は、一端側を図示しない基板や外部機器と接続することで、コンデンサ2の蓄電電力を給電する端子部品である。陽極端子10と陽極集電板12、陰極端子14と陰極集電板16は、それぞれ溶接接続により一体化される。
In the
コンデンサ2は、コンデンサ素子4の外装部材として外装ケース20や封口体22を備える。外装ケース20は、たとえば有底筒状に形成されており、金属材料で構成されている。封口体22は、外装ケース20の開口部を閉止し、空間部24の気密性を維持させる手段の一例である。また封口体22は、陽極端子10および陰極端子14を固定支持することで、コンデンサ素子4を外装ケース20内の所定位置に維持させる支持手段の一例である。
The
封口体22は、たとえば図2に示すように、全体を構成するベース部材26とその周縁部分と外装ケース20との間を封止する封止部28で構成される。ベース部材26は、たとえば絶縁性の合成樹脂などが用いられており、外装ケース20の開口形状に合わせて形成され、所定の間隔で陽極端子10と陰極端子14を貫通させている。また、封止部28は、密閉性の高いゴムなどの樹脂材料が用いられており、外装ケース20の開口形状に合わせてベース部材26の外周側を包囲するように形成されている。
As shown in FIG. 2, for example, the sealing
このように封口体22を介して外装ケース20が端子部品とコンデンサ素子4とを支持することで、たとえばコンデンサ2の使用環境に対し、振動や衝撃が加わった場合でも、外部端子と各集電板との溶接接続部分に過大な応力がかかるのを防止している。
By supporting the terminal component and the
<コンデンサ素子4および集電板の構成について>
<About the configuration of the
コンデンサ素子4は、たとえば陽極体30と陰極体32とがセパレータ34を介して積層され、この積層体を円筒状に巻回して形成されている。陽極体30と陰極体32は、たとえばアルミニウム箔を集電極とし、そのアルミニウム箔の両面に活性炭層を形成して分極性の電極体としたものが用いられている。セパレータ34はたとえば、電解紙である。コンデンサ素子4は、同一端面にそれぞれ突出させた陽極部6と陰極部8との間に、陽極体30または陰極体32のいずれも露出させない絶縁間隔を設けている。
The
陽極集電板12および陰極集電板16は、それぞれ陽極部6、陰極部8の形状と同等に形成され、また陽極部6、陰極部8の幅と同等またはそれよりも小さく形成されている。これにより円筒状のコンデンサ素子4の場合、陽極部6、陰極部8、陽極集電板12、陰極集電板16は、たとえば中心線を挟んで、半円径状または扇形状に形成される。陽極部6と陽極集電板12または陰極部8と陰極集電板16とは、たとえば後述するように、溶接接続される。
The anode
また陽極集電板12および陰極集電板16には、平板部分の一部をコンデンサ素子4側から離間させた方向に表出させる表出部40が形成される。この表出部40は、外部端子と接続する接続部分であって、本開示の突出部の一例である。
Further, the anode
<集電板12、16の構成について>
<About the configuration of
図3は、集電板の外観構成例を示している。図3に示す構成は一例であり、本発明が斯かる構成に限定されない。 FIG. 3 shows an example of the appearance configuration of the current collector plate. The configuration shown in FIG. 3 is an example, and the present invention is not limited to such a configuration.
陽極集電板12および陰極集電板16は、たとえば図3のAに示すように、コンデンサ素子4の陽極部6または陰極部8に電気的に接触させる接続部41と、この接続部41の一部に形成された表出部40を備える。陽極集電板12および陰極集電板16には、導電性で押圧による加工が容易な金属として、たとえばアルミニウム合金などが用いられる。接続部41は、たとえば単一の平板形状であってもよく、または接続する陽極部6または陰極部8の形状に合わせて幅や高さの異なる複数の領域が形成されてもよい。接続部41の形成には、型枠と押圧治具との間に金属材料を挟んで加圧するプレス加工が用いられてもよい。
As shown in FIG. 3A, for example, the anode
表出部40は、たとえば接続部41の中央側であって、外部端子の設置位置に合せて形成位置が決められる。表出部40は、たとえば天井部分に平面状の載置部42を備えるとともに、この載置部42からコンデンサ素子4の中心側に向けて傾斜した傾斜部44を備える。載置部42は、正方形または長方形もしくは台形形状に形成され、接続部41の平面に対して平行またはそれに近い角度で形成され、外部端子の端面部分と面接触させる。載置部42は、たとえば外部端子の端面部分と同等の面積にすることが望ましいが、電気的接続が確保できる面積または接触面の内部抵抗の増減などを基準として面積を設定してもよい。
The exposed
表出部40は、コンデンサ2の外周方向に対し、一辺の側壁部46が形成されている。この側壁部46は、接続部41の一部を上方に突出させたことにより形成された面部である。側壁部46は、本開示の切り欠き面の一例であって、その厚さは接続部41の厚さと同等である。この側壁部46は、後述するように、載置された外部端子との間で溶接処理が施される溶接面の一例である。
The exposed
側壁部46には、少なくとも載置部42との境界部分とともに、側壁部46の全面または一部分に、表出部40の成形時に施した切り欠き部48が形成されている。この切り欠き部48は、接続部41の一部に対して、その表面側を切断し、または底部側まで貫通させて形成した切断面および載置部42との間に形成された所定角度の角部49が含まれる。側壁部46の切り欠き部48は、切断によりその表面部が平面状または切断した治具による切断面形状となっている。切り欠き部48は、接続部41に対する切断深さによって範囲が異なる。つまり、表出部40の成形において、接続部41を貫通させて切断した場合、側壁部46には、たとえば接続部41の厚さ分の切り欠き部48が形成されるのに対し、接続部41の厚さ方向に貫通させない程度の深さに切断した場合、側壁部46の一部にその切断深さ分の切り欠き部48が形成される。そして、切断深さに関わらず、表出部40の側壁部46と載置部42との間の角部49は、接続部41の表面部分であることから、切り欠き部48となる。
The
表出部40の幅W1は、たとえば外部端子の幅よりも広く形成すればよい。この幅W1は、接続部41を切断する切り欠き部48の幅と同等にしてもよい。また表出部40の幅W1は、たとえば載置部42の横幅と同等またはそれよりも広く形成すればよい。
The width W1 of the exposed
表出部40は、たとえば側壁部46の底部側に貫通孔50が形成されてもよい。この貫通孔50は、接続部41を貫通させ、または接続部41に対して深く切り欠いたことにより形成される。この表出部40の表出高さh1は、たとえば側壁部46と外部端子とを溶接可能な空間が形成されるように設定すればよく、接続部41の厚さが大きい場合には、貫通孔50が形成されないように設定してもよい。
The exposed
また、接続部41には、たとえば図3のBに示すように、陽極部6または陰極部8に接続させる裏面側に対し、表出部40との境界面の一部または全部に、切断による切り欠き部52が形成される。この切り欠き部52は、たとえば接続部41に対する切断の深さによって形成状態が異なる。つまり、接続部41を貫通するように切り欠いた場合、接続部の境界部分全体が切り欠き部52となり、また、接続部41の表面側のみを切り欠いた場合、図示しない表出部40と接続部41の表面側のみに切り欠き部52が形成され、接続部41の裏面側は表出部40に対して接続部41の一部が延伸し、または破断面が露出する。
Further, as shown in B of FIG. 3, for example, the connecting
切り欠き部52の形状は、表出部40側の切り欠き部48と同様に、切断によりその表面部が平面状または切断した治具による切断面形状となる。この接続部41の裏面側にある表出部40との境界面は、溶接処理が施されないため、コンデンサ2の製造処理を行った後も切り欠き部52の形状が残る。
The shape of the
<コンデンサ素子に対する集電板の接続> <Connecting the current collector plate to the capacitor element>
陽極集電板12および陰極集電板16は、たとえば図4のAに示すように、コンデンサ素子4の陽極部6または陰極部8に対して所定位置に配置させ、その接続面41上をレーザ照射することで、素子接続部54を溶融させて接続する。陽極集電板12および陰極集電板16の配置位置は、たとえばコンデンサ素子4に対し、図示しない位置決め治具を用いればよい。この位置決め治具は、たとえば陽極集電板12と陰極集電板16との配置間隔を決めるとともに、コンデンサ素子4に対する各集電板の位置を加圧して固定する等の手法をとればよい。また、集電板と外部端子とは、たとえば図4のBに示すように、陽極集電板12および陰極集電板16の表出部40の側壁部と陽極端子10または陰極端子14の側面側とが面一になるように配置させる。
As shown in FIG. 4A, for example, the anode
なお、表出部40は、プレス加工の型枠形状により傾斜部44が形成される場合を示したがこれに限られず、傾斜部44を形成しなくてもよい。この場合、表出部40には、コンデンサ素子4の中心側に向けた面にプレス加工により形成された側壁部を備えてもよい。
The exposed
<集電板に対するレーザ溶接について> <Laser welding to current collector plate>
図5は、集電板と外部端子との溶接接続の処理例を示している。この溶接接続では、たとえば図5に示すように、コンデンサ素子4の素子端面に集電板12、16が位置決めされ、表出部40上に載置された外部端子の端子部品60、62の外周側側面に対し、レーザ照射を行う。このレーザ照射は、たとえば複数の外部端子に対して同時に行っても良く、または順次行っても良い。また各端子部品60、62へのレーザ照射は、照射するレーザ強度や照射範囲を調整することで、一回で溶接処理を行ってもよく、または複数回に分けて照射してもよい。
FIG. 5 shows an example of processing the welding connection between the current collector plate and the external terminal. In this welding connection, for example, as shown in FIG. 5, the
陽極集電板12および陰極集電板16の表出部40には、少なくとも載置部42と側壁部46との境界部分に切断によって形成された切り欠き部48が形成されることで、側壁部46と載置部42上の端子部品60、62との連結部分にクラックなどを生じさせず、連続した平面状態となっている。従って、斯かる平面状態の連結部分にレーザ照射を行い、溶接接続すれば、溶接部分の内部にボイドと呼ばれる空隙部などを生じさせない。
The exposed
<集電板の表出部の形成について> <About the formation of the exposed part of the current collector>
図6は、集電板の形成工程の一例を示している。 FIG. 6 shows an example of the process of forming the current collector plate.
陽極集電板12および陰極集電板16の形成では、接続部41に対する切り欠き工程と、表出部40を形成するプレス工程を含む。切り欠き工程では、たとえば図6のAに示すように、各集電板の形状に成形された金属板に対し、上面側、すなわち封口体溶接側から切り欠き治具64を押し当てる。この切り欠き治具64は、たとえば切削刃やレーザカッター、ウォータジェットカッターなどを用いるか、または切り曲げてもよく、切断面を精密に加工可能な手段であればよい。切り欠き工程では、金属板の厚さ方向に対し、設定された深さに切り欠き治具64を押し当てるとともに、設定された幅に合わせて直線状に切削を行う。これにより各集電板の接続部41の一部に切り欠き部48が形成される。この切り欠き部48は、接続部41の隣接部分を独立させることで、付加された外力の伝達を阻止する。
The formation of the anode
次に、プレス工程では、たとえば図6のBに示すように、切り欠き部48の形成位置に合せて図示しない押圧治具を金属板の下方側から押し当て、所定の外力Fを付加する。この外力Fは、たとえば集電板を構成する金属の材質や温度等を考慮して設定すればよい。これにより金属板を塑性変形させ、所定の高さまで表出させることで、各集電板に表出部40を形成する。
Next, in the pressing step, for example, as shown in B of FIG. 6, a pressing jig (not shown) is pressed from the lower side of the metal plate in accordance with the forming position of the
なお、プレス工程では、たとえば金属板を所定形状に変形するために、図示しない固定枠を用いることや、所定温度に加熱または冷却するなどの手法をとってもよい。 In the pressing step, for example, in order to deform the metal plate into a predetermined shape, a fixed frame (not shown) may be used, or a method such as heating or cooling to a predetermined temperature may be taken.
これにより各集電板には、切り欠き部48を境界として隣接する両側の接続部41に押圧力Fを作用せず、少なくとも接続部41の表面側に所定形状の角部49が形成される。
As a result, on each current collector plate, the pressing force F is not applied to the connecting
<コンデンサの製造処理について> <About capacitor manufacturing process>
図7は、コンデンサの製造工程の一例を示している。このコンデンサの製造工程は、本開示の蓄電デバイスの製造方法および集電板の製造方法の一例であり、斯かる処理手順や処理内容に本発明が限定されない。 FIG. 7 shows an example of a capacitor manufacturing process. The manufacturing process of this capacitor is an example of the manufacturing method of the power storage device and the manufacturing method of the current collector of the present disclosure, and the present invention is not limited to such processing procedures and processing contents.
コンデンサの製造について、集電板12、16の形成処理を行う。この工程では、たとえば平板状の接続部41の一部に切り欠き部48を形成するとともに、一面側から押圧して表出部40を形成する(S1)。
Regarding the manufacture of the capacitor, the
コンデンサ素子4の製造処理として、陽極体30と陰極体32とをセパレータ34を介して積層させた後、巻回するとともに、各電極体から引き出し端子を引き出して、陽極部6および陰極部8を形成する(S2)。
As a manufacturing process of the
各集電板12、16をそれぞれの引き出し端子の所定位置に設置し(S3)、集電板と引き出し端子とを溶接する(S4)。
The
各集電板12、16に対し、端子部品を設置する(S5)。各端子部品は、たとえば封口体22に一体化されており、集電板12、16を介してコンデンサ素子4と封口体22および端子部品が接続される。
Terminal parts are installed on the
コンデンサ素子4の側面側からレーザ照射を行い、集電板12、16と端子部品とをレーザ溶接する(S6)。
Laser irradiation is performed from the side surface side of the
斯かる構成によれば、次のような効果が得られる。 According to such a configuration, the following effects can be obtained.
(1) 集電板と端子部品との溶接部分の内部に空隙を生じさせず、接続強度の向上や集電板と端子部品との接続部分における内部抵抗の低減が図れる。 (1) It is possible to improve the connection strength and reduce the internal resistance at the connection part between the current collector plate and the terminal parts without creating a gap inside the welded part between the current collector plate and the terminal parts.
(2)端子部品と接続させる集電板の表出部分の成形精度の向上により、集電板と端子部品との溶接接続の精度が高められ、蓄電デバイスの製造処理の信頼性が高められる。 (2) By improving the molding accuracy of the exposed part of the current collector plate to be connected to the terminal parts, the accuracy of the welding connection between the current collector plate and the terminal parts is improved, and the reliability of the manufacturing process of the power storage device is improved.
(3) 集電板の一部を切り欠いて、少なくとも端子部品と溶接接続させる部分の成形形状を安定化することで、集電板の成形処理の簡易化が図れる。 (3) By cutting out a part of the current collector plate and stabilizing the molding shape of at least the part to be welded and connected to the terminal parts, the molding process of the current collector plate can be simplified.
〔第2の実施の形態〕 [Second Embodiment]
図8は、第2の実施の形態に係る蓄電デバイスに用いる集電板の構成例を示している。図8に示す構成は一例であり、本発明が斯かる構成に限定されない。 FIG. 8 shows a configuration example of a current collector plate used in the power storage device according to the second embodiment. The configuration shown in FIG. 8 is an example, and the present invention is not limited to such a configuration.
この陽極集電板12および陰極集電板16は、たとえば図8のAに示すように、平板形状の接続部71の中央部分に所謂アーチ状の表出部70が形成されている。この表出部70は、たとえば接続部71に平行またはこれに近い角度で長方形状の載置部72が形成されている。そして2つの短辺側には、それぞれ接続部71に向けて傾斜した傾斜面が形成されている。また、コンデンサ素子4の外周側または中心側に向けられた2つの長辺側には、それぞれ接続部71に対して直交方向に形成した側壁部78、82を備える。この側壁部78、82は、接続部71の一部を上方に隆起させたことにより形成された面部であり、その厚さは接続部71の厚さと同等である。
In the anode
側壁部78、82には、それぞれ少なくとも載置部72との境界部分とともに、側壁部78、82の全面または一部分に、表出部70の成形時に複数個所に対して施した切り欠き部74、76が形成されている。この切り欠き部74、76は、接続部71の一部に対して、その表面側を切断し、または底部側まで貫通させて形成した切断面および載置部72との間に形成された所定角度の角部83、84が含まれる。側壁部78、82の切り欠き部74、76は、切断によりその表面部が平面状または切断した治具による切断面形状となっている。切り欠き部74、76が接続部71を貫通した場合、表出部70には、たとえば側壁部78、82の底部側に貫通孔80が形成される。
The
この表出部70を備えた集電板は、図8のBに示すように、側壁部78、82のいずれか一方を外部端子の端子部品の端面と面一に配置させる。この集電板と陽極部6または陰極部8との接続には、既述のように、接続部71上をレーザ照射することで、素子接続部54を溶融させて接続すればよい。
In the current collector plate provided with the exposed
集電板と外部端子の配置位置は、たとえば図8のCに示すように、陽極集電板12および陰極集電板16の表出部70の側壁部78または側壁部82を陽極端子10または陰極端子14の側面側と面一になるように配置すればよい。
As for the arrangement position of the current collector plate and the external terminal, for example, as shown in C of FIG. 8, the
この表出部70の形成処理では、既述のように、集電板12、16の接続部71に対する切り欠き工程と、所定位置のプレス工程を行えばよい。
In the forming process of the exposed
<第2の実施の形態の効果> <Effect of the second embodiment>
斯かる構成によれば次の効果が得られる。 According to such a configuration, the following effects can be obtained.
(1) 接続部71上に対し、並列に切り欠き部74、76を形成し、この切り欠き部74、76の間を押圧して表出させることで、プレス加工時に延伸する部分が限定され、金属の伸びの影響が少なくなり、成形精度が高められる。
(1)
(2) 複数個所に切り欠き部74、76を形成することで、溶接時に集電板が受けた熱が集電板から逃げ難くなり、溶接性が高められる。
(2) By forming the
〔第3の実施の形態〕 [Third Embodiment]
図9は、第3の実施の形態に係る蓄電デバイスに用いる集電板の構成例を示している。図9に示す構成は一例であり、本発明が斯かる構成に限定されない。 FIG. 9 shows a configuration example of a current collector plate used in the power storage device according to the third embodiment. The configuration shown in FIG. 9 is an example, and the present invention is not limited to such a configuration.
この陽極集電板12および陰極集電板16は、たとえば図9のAに示すように、平板形状の接続部91の中央部分に接続部91の一部を陽極部6または陰極部8から離間する方向に屈曲させて表出部90が形成されている。この表出部90は、たとえば接続部91に対して直交方向に立設されている。この表出部90には、たとえば上部側に、外部端子を載置させ接続する載置部92が形成される。この載置部92の厚さは、接続部91の厚さと同等である。この載置部92は、接続部91を切り欠いて形成された切り欠き部94の一部である。また集電板12、16の接続部91上には、斯かる載置部92を屈曲させて形成した開口部96が形成される。
In the anode
この表出部90は、たとえば図9のBに示すように、接続部91との間に側壁部98が形成される。この側壁部98は、接続部91の一部であって、表出部90の形成により接続部91に対して直交方向に立設される。側壁部98は、表出部90の成形時に施された切り欠き部94を備えている。すなわち、側壁部98と載置部92との境界部分の角部99は、既述のように、切り欠き治具による切断により、その角部が所定の角度で形成されるとともに、その表面部が平面状または切断した治具による切断面形状となっている。
A
この表出部90の形成処理では、既述のように、集電板12、16の接続部91に対する切り欠き工程と、プレス工程により接続部91の所定位置を所定角度として、たとえば接続部91の平面に対して直交方向に折り返せばよい。
In the forming process of the exposed
なお、表出部90の形成処理では、側壁部98の設定高さに応じて、切り欠き位置やプレス位置を設定すればよい。
In the forming process of the exposed
<第3の実施の形態の効果> <Effect of the third embodiment>
斯かる構成によれば、以下の効果が得られる。 According to such a configuration, the following effects can be obtained.
(1) 外部端子と接触させる載置部が切り欠き部の一部となるため、プレス加工による金属の延びを外部端子との接触精度に影響させない。 (1) Since the mounting part that comes into contact with the external terminal becomes a part of the notch, the elongation of the metal due to press working does not affect the contact accuracy with the external terminal.
(2) 外部端子に対する載置面の面積を小さくすることで、低抵抗化が図れる。 (2) The resistance can be reduced by reducing the area of the mounting surface with respect to the external terminals.
(3) 接続部の屈曲位置によって溶接する側壁部の高さが決まるので、製品の高さ調整が容易であり、蓄電デバイスの低背化に貢献できる。 (3) Since the height of the side wall to be welded is determined by the bending position of the connection part, the height of the product can be easily adjusted, which can contribute to the reduction of the height of the power storage device.
〔第4の実施の形態〕 [Fourth Embodiment]
陽極集電板12、陰極集電板16の成形では、表出部40の形成処理として、接続部41に対する切断処理および折曲げを同時に行ってもよい。さらに、表出部40は、たとえば接続部41の切り曲げを行った後に、一部を押圧して所定の厚さに調整する成形処理を行ってもよい。
In the molding of the anode
集電板の成形には、切断および折り曲げを行う加工治具を用いてもよい。この加工治具は、たとえば接続部41の一部を固定する支持部と、接続部41の一部を切断する切断部と、切断された接続部41の一部を押圧するとともに、所定形状にプレスする押圧部を備える。切断部は、たとえば支持部と押圧部との境界部分に設置されており、集電板の接続部41を既述の切り欠き部48の形成位置で剪断する剪断手段を備えればよい。
A processing jig for cutting and bending may be used for forming the current collector plate. This processing jig presses, for example, a support portion for fixing a part of the
折り曲げ工程では、まず平板状の集電板の一部を支持部に設置した後、押圧部を押し下げることで、切り欠き部で切断する。さらに押圧部を押し下げ、接続部の一辺側が押圧部に押し付けられ、表出部40が形成される。
In the bending step, a part of the flat plate-shaped current collector plate is first installed on the support portion, and then the pressing portion is pushed down to cut at the notch portion. Further, the pressing portion is pushed down, and one side of the connecting portion is pressed against the pressing portion to form the exposed
次に、表出部40の成形工程として、たとえば折り曲げられた部分である載置部42側を厚さ方向に圧縮させる。斯かる圧縮処理では、たとえばプレス用の治具を用いればよい。これにより載置部42は、プレスによって所定厚さtとして、たとえば1〔mm〕の厚さに形成される。このとき接続部41は、プレスによって、切り欠き部46側が切断面に向けて延伸する。これにより、接続部41に形成された貫通孔50が狭小化する。特には、切り欠き部46が切断面と接し、貫通孔50などの隙間を設けないことが好ましい。この貫通孔50を狭小化することで、後工程での外部端子との溶接時の溶接粉の飛散を防止できる。
Next, as a molding step of the exposed
〔他の実施の形態〕 [Other Embodiments]
以上説明した実施形態について、その特徴事項や変形例を以下に列挙する。 The features and modification examples of the embodiments described above are listed below.
(1) 集電板の切り欠き部は、接続部を貫通させる場合を示したがこれに限らない。接続部の表面側から所定の深さまで切り欠いて切り欠き部を形成してもよい。すなわち、切り欠き部は、接続部の表面側に切り欠きによる所定形状の角部を形成するとともに、その切り欠き位置において接続部を薄肉化することになる。そして、表出部の形成処理では、切り欠き部の位置に合せて反対側の面から押圧すると、切り欠き部を所定の高さまで押上げるとともに、薄肉部が延伸し、または塑性変形する。これにより集電板には、接続部と表出部との間に貫通孔などの隙間が形成されない。斯かる構成によっても、集電板は、外部端子が配置される位置に対し、表出部の表面と溶接面との境界部分が切り欠きにより、設定された形状に成形されるので、外部端子との接続面積が確保され、溶接接続しても、その内部に空隙が生じるのを防止できる。 (1) The notch of the current collector plate shows the case where it penetrates the connection part, but it is not limited to this. A cutout portion may be formed by cutting out from the surface side of the connection portion to a predetermined depth. That is, the cutout portion forms a corner portion having a predetermined shape by the cutout on the surface side of the connecting portion, and the connecting portion is thinned at the cutout position. Then, in the process of forming the exposed portion, when the notched portion is pressed from the opposite surface in accordance with the position of the notched portion, the notched portion is pushed up to a predetermined height and the thin-walled portion is stretched or plastically deformed. As a result, the current collector plate does not have a gap such as a through hole between the connecting portion and the exposed portion. Even with such a configuration, the current collector plate is formed into a set shape by a notch at the boundary portion between the surface of the exposed portion and the welded surface with respect to the position where the external terminal is arranged. The connection area with and is secured, and even if welding connection is performed, it is possible to prevent the formation of voids inside.
(2) 上記実施の形態では、接続部に対する切り欠き部の数に応じて表出部の形状を異ならせる場合を示したがこれに限らない。集電板の表出部は、外部端子と溶接接続させる面側の一部または全部を切り欠いて所定の形状に成形するとともに、外部端子を載置する載置面を有すればどのような形状に成形されてもよい。 (2) In the above embodiment, the case where the shape of the exposed portion is changed according to the number of notches with respect to the connecting portion is shown, but the present invention is not limited to this. The exposed part of the current collector plate is formed into a predetermined shape by cutting out a part or all of the surface side to be welded and connected to the external terminal, and what kind of surface is provided on which the external terminal is mounted. It may be molded into a shape.
(3) 上記実施の形態では、切り欠き部として接続部41を切断する場合、切り欠き角度を接続部41に対して直交方向またはそれに近い角度にする場合を示したがこれに限らない。接続部41に対する切断の角度は、たとえば接続部41に対して所定の角度をとった傾斜方向にしてもよい。
(3) In the above embodiment, when the connecting
以上説明したように、本発明の最も好ましい実施形態等について説明したが、本発明は、上記記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載され、または明細書に開示された発明の要旨に基づき、当業者において様々な変形や変更が可能であることは勿論であり、斯かる変形や変更が、本発明の範囲に含まれることは言うまでもない。
As described above, the most preferable embodiment of the present invention has been described, but the present invention is not limited to the above description, and the invention described in the claims or disclosed in the specification. It goes without saying that various modifications and changes can be made by those skilled in the art based on the gist, and it goes without saying that such modifications and changes are included in the scope of the present invention.
本発明の蓄電デバイス、蓄電デバイスの製造方法および集電板の製造方法は、集電板の形成精度を向上させて集電板と外部端子との接続状態の安定化を図ることができるなど、有益である。
Manufacturing method of an electric storage device, producing how you and collector plates of the electricity storage device of the present invention, it is possible to improve the formation accuracy of the current collector plate to stabilize the connection between the collector plate and the external terminal Etc. are useful.
2 コンデンサ
4 コンデンサ素子
6 陽極部
8 陰極部
10 陽極端子
12 陽極集電板
14 陰極端子
16 陰極集電板
20 外装ケース
22 封口体
24 空間部
26 ベース部材
28 封止部
30 陽極体
32 陰極体
34 セパレータ
40、70、90 表出部
41、71、91 接続部
42、72、92 載置部
44 傾斜部
46、78、82、98 側壁部
48、52、64、74、76、94 切り欠き部
49、83、84、99 角部
50、80 貫通孔
54 素子接続部
60、62 端子部品
96 開口部
2
Claims (9)
前記蓄電素子の端面に形成された陽極側の電極引き出し端子および陰極側の電極引出し端子と、
各前記電極引き出し端子にそれぞれ設置され、前記電極引き出し端子と接続する接続部の少なくとも一部にある切り欠き面が、接続部から突出している集電板と、
前記切り欠き面が突出した突出部の上面に端子部品が接続されており、該端子部品と前記集電板の前記突出部の前記切り欠き面とが溶接接続されている外部端子と、
を備えることを特徴とする蓄電デバイス。 Power storage element and
An electrode lead-out terminal on the anode side and an electrode lead-out terminal on the cathode side formed on the end face of the power storage element,
A current collector plate, which is installed in each of the electrode lead-out terminals and has a notch surface in at least a part of a connection portion connected to the electrode lead-out terminal, protruding from the connection portion.
An external terminal in which a terminal component is connected to the upper surface of a protruding portion having a protruding cutout surface, and the terminal component and the cutout surface of the protruding portion of the current collector plate are welded and connected.
A power storage device characterized by being equipped with.
前記電極引き出し端子と接続する接続部の少なくとも一部を、切り欠いた切り欠き面を突出させて集電板を形成する工程と、
前記集電板を各電極引き出し端子にそれぞれ設置する工程と、
前記切り欠き面が突出した突出部の上面に外部端子の端子部品を設置させ、該端子部品と前記集電板の前記切り欠き面とを溶接接続する工程と、
を含むことを特徴とする蓄電デバイスの製造方法。 The process of forming the electrode lead-out terminal on the anode side and the electrode pull-out terminal on the cathode side on the end face of the power storage element, and
A step of forming a current collector plate by projecting a notched surface of at least a part of a connection portion connected to the electrode lead-out terminal.
The process of installing the current collector plate at each electrode lead-out terminal and
A step of installing a terminal component of an external terminal on the upper surface of a protruding portion where the notch surface protrudes, and welding and connecting the terminal component and the notch surface of the current collector plate.
A method for manufacturing a power storage device, which comprises.
前記切り欠き面に沿って前記接続部の一部を前記平面に対して交差方向に押圧し、または前記切り欠き面に沿って前記接続部の一部を所定の角度に折り曲げる工程と、
を含むことを特徴とする請求項4に記載の蓄電デバイスの製造方法。 A step of penetrating a part of the plane of the connection portion or cutting out a part of the plane to a predetermined depth to form the notched surface.
A step of pressing a part of the connecting portion along the notched surface in an intersecting direction with respect to the plane, or bending a part of the connecting portion along the notched surface at a predetermined angle.
The method for manufacturing a power storage device according to claim 4, wherein the storage device comprises.
蓄電素子の端面に形成されている陽極側の電極引き出し端子と陰極側の電極引出し端子とにそれぞれ設置され、前記電極引き出し端子と接続させる接続部の一部を切り欠かいた切り欠き面を突出させる工程と、
を含み、
前記切り欠き面を突出させた突出部の上面に前記外部端子の端子部品が接続され、該端子部品と前記集電板の前記突出部の前記切り欠き面とが溶接接続されることを特徴とする集電板の製造方法。 A method of manufacturing a current collector plate connected to an external terminal of a power storage device.
It is installed at each of the electrode lead-out terminal on the anode side and the electrode lead-out terminal on the cathode side formed on the end face of the power storage element, and a notched surface is projected by cutting out a part of the connection portion to be connected to the electrode lead-out terminal. Process and
Including
The terminal component of the external terminal is connected to the upper surface of the protruding portion having the notched surface projected, and the terminal component and the notched surface of the protruding portion of the current collector plate are welded and connected. How to manufacture a current collector plate.
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