JPWO2019186933A1 - 電池組立体、電池、蓋体およびケース - Google Patents

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Abstract

実施形態の電池組立体は、例えば、電解液が注入される前の電池組立体であって、筐体と、電極体と、圧力開放弁と、第一注液部と、を備える。筐体は、外部接続端子が露出した第一壁部と、第一壁部と交差した第二壁部と、を有し、電解液を収容可能である。電極体は、外部接続端子と電気的に接続され、筐体に収容される。圧力開放弁は、第一壁部または第二壁部に設けられ、筐体内の圧力が上昇した場合に開放される。第一注液部は、第一壁部および第二壁部のうち少なくとも一方に圧力開放弁とは別に設けられ、脆弱部を有し、当該脆弱部の破断によって筐体内を開放し電解液が注入可能な状態となるよう構成される。

Description

本発明の実施形態は、電池組立体、電池、蓋体およびケースに関する。
従来、外部接続端子が露出した第一壁部を有した筐体と、筐体に収容された電極体と、を備え、第一壁部に、圧力開放弁と、電解液を注入するための注液口と、が設けられた電池、が知られている。
特開2015−76293号公報
この種の構造では、例えば、より不都合が少なくなるよう改善された新規な電池組立体が得られれば、好ましい。
実施形態の電池組立体は、例えば、電解液が注入される前の電池組立体であって、筐体と、電極体と、圧力開放弁と、注液部と、を備える。筐体は、外部接続端子が露出した第一壁部と、第一壁部と交差した第二壁部と、を有し、電解液を収容可能である。電極体は、外部接続端子と電気的に接続され、筐体に収容される。圧力開放弁は、第一壁部または第二壁部に設けられ、筐体内の圧力が上昇した場合に開放される。注液部は、第一壁部および第二壁部のうち少なくとも一方に圧力開放弁とは別に設けられ、脆弱部を有し、当該脆弱部の破断によって筐体内を開放し電解液が注入可能な状態となるよう構成される。
図1は、第1実施形態の電池の例示的な分解斜視図である。 図2は、第1実施形態の電池の蓋体の例示的かつ模式的な断面図である。 図3は、第1実施形態の電池の製造方法の例示的なフローチャートである。 図4は、第1実施形態の電池の蓋体の例示的かつ模式的な断面図であって、注液部が開放された状態の図である。 図5は、第1実施形態の電池の蓋体の例示的かつ模式的な断面図であって、注液部が第一蓋によって塞がれた状態の図である。 図6は、第2実施形態の電池の例示的かつ模式的な平面図である。 図7は、第2実施形態の電池の例示的かつ模式的な平面図であって、注液部が第一蓋によって塞がれた状態の図である。 図8は、第3実施形態の電池の例示的かつ模式的な平面図である。 図9は、第3実施形態の電池の蓋体の例示的かつ模式的な断面図であって、二つの注液部のうち一方が第一蓋によって塞がれた状態の図である。 図10は、第3実施形態の電池の蓋体の例示的かつ模式的な断面図であって、二つの注液部のうち他方が開放された状態の図である。 図11は、第3実施形態の電池の蓋体の例示的かつ模式的な断面図であって、二つの注液部のうち他方が第一蓋によって塞がれた状態の図である。 図12は、第4実施形態の電池の例示的かつ模式的な平面図である。 図13は、第4実施形態の電池の蓋体の例示的かつ模式的な断面図であって、注液部が第一蓋によって塞がれた状態の図である。 図14は、第4実施形態の電池の蓋体の例示的かつ模式的な断面図であって、第二弁部が開放された状態の図である。 図15は、第4実施形態の電池の蓋体の例示的かつ模式的な断面図であって、第二弁部が第二蓋によって塞がれた状態の図である。 図16は、第5実施形態の電池の例示的かつ模式的な斜視図である。 図17は、第5実施形態の電池の第1変形例の例示的かつ模式的な斜視図である。 図18は、第5実施形態の電池の第2変形例の例示的かつ模式的な斜視図である。 図19は、第5実施形態の電池の第3変形例の例示的かつ模式的な斜視図である。
以下、本発明の例示的な実施形態が開示される。以下に示される実施形態の構成、ならびに当該構成によってもたらされる作用および効果は、一例である。なお、本明細書では、序数は、部品や部材を区別するためだけに用いられており、順番や優先度を示すものではない。
また、以下に開示される複数の実施形態には、同様の構成要素が含まれる。よって、以下では、それら同様の構成要素には共通の符号が付与されるとともに、重複する説明が省略される。なお、以下の各図では、便宜上、互いに直交する三方向が定義されている。X方向は、電池1の厚さ方向(前後方向)に沿い、Y方向は、電池1の幅方向(左右方向)に沿い、Z方向は、電池1の高さ方向(上下方向)に沿う。なお、以下の説明では、X方向、Y方向、およびZ方向のそれぞれの正側(矢印の先端側)を一方と称し、負側を他方と称する。
[第1実施形態]
図1は、電池1の分解斜視図である。図1に示されるように、電池1は、例えば、二次電池(蓄電池、充電式電池)として構成されており、筐体2や、電極体3、導電部材4、圧力開放弁5、注液部6、外部接続端子7等を備えている。電池1は、単電池や、電池セル、缶セル等とも称され、筐体2は、容器や、収容体等とも称される。また、電極体3は、電極群や、蓄電部、コイル部、充放電部等とも称され、導電部材4は、リード部材や、接続部材、端子部材等とも称される。
電池1は、例えば、リチウムイオン二次電池等で構成されうる。なお、電池1は、ニッケル水素電池や、ニッケルカドミウム電池、鉛蓄電池等、他の二次電池であってもよい。リチウムイオン二次電池は、非水電解質二次電池の一種であり、電解質中のリチウムイオンが電気伝導を担う。正極材料としては、例えば、リチウムマンガン複合酸化物や、リチウムニッケル複合酸化物、リチウムコバルト複合酸化物、リチウムニッケルコバルト複合酸化物、リチウムマンガンコバルト複合酸化物、スピネル型リチウムマンガンニッケル複合酸化物、オリビン構造を有するリチウムリン酸化物等が用いられ、負極材料としては、例えば、チタン酸リチウム(LTO)等の酸化物系材料や、ニオブ複合酸化物等の酸化物材料等が用いられる。また、電解液9(図4参照)としては、フッ素系錯塩(例えばLiBF4、LiPF6)等のリチウム塩が配合された、例えば、炭酸エチレンや、炭酸プロピレン、炭酸ジエチル、炭酸エチルメチル、炭酸ジメチル等の有機溶媒等が単独であるいは複数混合されて用いられる。
図1に示されるように、筐体2は、例えば、X方向に薄い扁平な直方体状に構成されている。筐体2は、複数の壁部20a〜20fを有する。壁部20aおよび壁部20cは、いずれも、X方向と直交する方向(YZ平面)に沿って延びており、X方向に間隔をあけて互いに平行に設けられている。また、壁部20bおよび壁部20dは、いずれも、Y方向と直交する方向(XZ平面)に沿って延びており、Y方向に間隔をあけて互いに平行に設けられている。壁部20a〜20dは、側壁部や周壁部等と称される。
また、壁部20eおよび壁部20fは、いずれも、Z方向と直交する方向(XY平面)に沿って延びており、Z方向に間隔をあけて互いに平行に設けられている。壁部20eは、底壁部や下壁部等と称され、壁部20fは、天壁部や上壁部等と称される。壁部20fには、外部接続端子7が設けられている。壁部20fは、第一壁部の一例である。
また、筐体2は、複数の部品(分割体)が組み合わせられて構成されている。具体的には、筐体2は、例えば、ケース21と、蓋体22と、を有する。ケース21は、少なくとも、壁部20a〜20eを有する。ケース21には、壁部20a〜20eによって囲まれ、Z方向の一方に向けて開放された開口部としての収容室20rが設けられている。収容室20rには、電極体3や、導電部材4、電解液9(図4参照)等が収容される。ケース21は、容器本体や、下ケース、第一筐体部材等とも称される。
蓋体22は、少なくとも、壁部20fを有する。蓋体22は、収容室20rを覆った状態で、ケース21と一体化される。蓋体22は、例えば、溶接等によってケース21の上端部20jと結合され、結合された部分から液体や気体等が漏れるのが抑制されている。蓋体22は、カバーや、上ケース、閉塞板、第二筐体部材等とも称される。筐体2は、例えば、アルミニウム等の金属材料によって構成されている。
また、蓋体22の外面には、外部接続端子7としての正極端子23および負極端子24が露出している。正極端子23および負極端子24は、Y方向に互いに間隔をあけて設けられている。また、蓋体22の正極端子23と負極端子24との間には、後述する注液部6や圧力開放弁5等が設けられている。
正極端子23は、蓋体22(壁部20f)を貫通した状態に設けられ、蓋体22の内側で導電部材4の一方である正極リード4Rと結合される。また、負極端子24は、蓋体22を貫通した状態に設けられ、蓋体22の内側で導電部材4の他方である負極リード4Lと結合される。なお、正極端子23と壁部20fとの間、および負極端子24と壁部20fとの間には、それぞれ蓋体22と外部接続端子7とを絶縁する絶縁部材8が設けられている。本実施形態では、蓋体22に設けられた開口部(貫通孔、不図示)は、正極端子23および負極端子24が挿入される二箇所のみであり、それ以外に開口部は設けられていない。
電極体3は、例えば、正極31と、負極32と、絶縁層33(セパレータ)と、を有している。正極31、負極32、および絶縁層33は、それぞれ、シート状に構成されている。そして、電極体3は、シート状の正極31、負極32、および絶縁層33がY方向に沿った軸回りに巻回されて、あるいは折り畳まれて、扁平形状に構成されている。電極体3は、電極群であって発電要素として機能する。
また、正極31および負極32は、それぞれ、集電体や、集電体を覆う活物質層、集電体から突出した集電タブ等を有する。正極31の集電タブは、電極体3のY方向の他端部に設けられ、図1に示される正極バックアップリード35と接続されている。また、負極32の集電タブは、電極体3のY方向の一端部に設けられ、負極バックアップリード36と接続されている。正極バックアップリード35および負極バックアップリード36は、リード部材や、導電部材、接続部材、端子部材等とも称される。
正極リード4Rは、正極バックアップリード35を介して、正極31と正極端子23とを電気的に接続している。正極リード4Rと正極端子23とは、カシメ等によって互いに結合され、正極リード4Rと正極バックアップリード35とは、超音波溶接等によって互いに結合されている。
また、負極リード4Lは、負極バックアップリード36を介して、負極32と負極端子24とを電気的に接続している。負極リード4Lと負極端子24とは、カシメ等によって互いに結合され、負極リード4Lと負極バックアップリード36とは、超音波溶接等によって互いに結合されている。
導電部材4は、例えば、ベース部4aと、アーム部4bと、を有している。ベース部4aは、蓋体22に沿って延びた四角形状の板状に構成されている。ベース部4aは、例えば、蓋体22の内側で絶縁シート等を間に挟んだ状態で、蓋体22と重ねられる。ベース部4aには、外部接続端子7が挿入される貫通孔4a1が設けられている。なお、導電部材4は、例えば、一枚の板状の部材が、二箇所(アーム部4bの根元部分)で屈曲されて構成されている。
アーム部4bは、壁部20a,20cに沿って延びた四角形状の板状に構成されている。アーム部4bは、第一アーム部4b1と、第二アーム部4b2と、を有する。第一アーム部4b1および第二アーム部4b2は、それぞれベース部4aからZ方向の他方に突出し、X方向に互いに間隔をあけて位置されている。導電部材4は、第一アーム部4b1と第二アーム部4b2との間に電極体3の端部(集電タブ)を挟んだ状態で、電極体3の正極バックアップリード35または負極バックアップリード36と結合される。
図2は、蓋体22の断面図である。図2に示されるように、蓋体22には、注液部6および圧力開放弁5が設けられている。注液部6および圧力開放弁5は、Y方向に互いに間隔をあけて並んでいる。別の言い方をすると、注液部6は、蓋体22に圧力開放弁5とは別に設けられている。圧力開放弁5は、正極端子23と負極端子24との間に位置され、注液部6は、圧力開放弁5と負極端子24との間に位置されている。本実施形態では、注液部6は、圧力開放弁5と略同一形状を有している。すなわち、注液部6の仕様は、圧力開放弁5の仕様と略同一である。
具体的には、注液部6は、弁部6aを有している。弁部6aは、例えば、蓋体22(壁部20f)の一部のZ方向に沿った厚さを薄くして構成されている。弁部6aの厚さは、蓋体22の厚さの約半分程度である。弁部6aの外面側および内面側には、それぞれ開口部6d(凹部)が設けられている。別の言い方をすると、弁部6aは、蓋体22の開口部6d(貫通孔)内に位置され、当該開口部6dを塞いでいる。弁部6aは、Z方向の視線(図1参照)では、圧力開放弁5よりも一回り小さな四角形状に構成されている。弁部6aは、第一弁部の一例である。なお、弁部6aは、圧力開放弁5と同じ大きさであってもよい。
また、図2に示されるように、弁部6aには、溝部6bが設けられている。溝部6bは、弁部6aの外面から内面側、すなわちZ方向の他方に凹み、Z方向の一方に開放されている。溝部6bは、弁部6aの中心部から放射状に延びている。溝部6bは、Z方向の視線では、X字状に構成されている。
そして、溝部6bの底部には、脆弱部6c(図2参照)が設けられている。すなわち、脆弱部6cは、弁部6aのうち溝部6bによって厚さが薄くなった部分である。脆弱部6cは、薄肉部や、易変形部等とも称される。弁部6aは、脆弱部6cの破断によって筐体2内、すなわち収容室20rを開放し、電解液9(図4参照)が注入可能な状態となるよう構成されている。
なお、圧力開放弁5には、弁部6aの溝部6bおよび脆弱部6cと同様の溝部5bおよび脆弱部5cが設けられている。圧力開放弁5は、筐体2内の圧力が閾値よりも高くなった場合に開放され、当該筐体2内の圧力を低下させる。圧力開放弁5は、脆弱部5cの破断によって筐体2の内側から外側に向けて押し開かれる。
次に、電池1の製造方法について説明する。図3は、電池1の製造方法のフローチャートである。図4,5は、蓋体22の断面図であって、図4は、注液部6が開放された状態の図、図5は、注液部6が封口蓋11によって塞がれた状態の図である。封口蓋11は、第一蓋の一例である。
図3に示されるように、まず、電池1に電解液9が注入される前の電池組立体10を製造する(S1)。S1には、例えば、蓋体22、外部接続端子7、導電部材4(図1参照)、および電極体3を一体化して蓋組立体を製造する工程や、蓋組立体の電極体3および導電部材4をケース21の収容室20r内に挿入する工程、蓋組立体の蓋体22とケース21とを溶接等によって一体化する工程等が含まれうる。
次に、図3に示されるように、電池組立体10を、電池1の納品先の近くの生産拠点に輸送する(S2)。ここで、電解液9を含む電池1を海外等に輸送する場合、安全性を高めるために電池1の梱包に要する手間や費用等が嵩んでしまう虞があった。その点、本実施形態によれば、電池1に電解液9が注入される前の状態、すなわち電池組立体10を輸送するため、梱包に要する手間や費用等が低減されやすくなる。
次に、図3,4に示されるように、生産拠点で注液部6を開放し、電池組立体10の筐体2内に電解液9を注入する(S3)。注液部6は、例えば、電解液注入装置のノズル15の先端部を押し当てること等によって開裂されうる。これにより、注液部6の弁部6aは、筐体2の外側から内側に向けて押し開かれ、開口部6dの少なくとも一部が連通する。なお、電解液9は、開口部6dから筐体2内に所定量、例えば、電極体3(図1参照)が電解液9によって十分に浸される量だけ注入されうる。
次に、図3,5に示されるように、注液部6を封口蓋11によって筐体2の外側から塞ぎ、電池1を完成させる(S4)。封口蓋11は、注液部6の周縁部における蓋体22の外面に重ねられている。封口蓋11は、例えば、アルミニウム等の金属材料によって構成され、レーザ溶接やカシメ等によって蓋体22と結合されうる。
そして、電池1を生産拠点から納品先に納品する(S5)。このように、本実施形態によれば、電池1を納品先のより近くの生産拠点で製造することができる。よって、例えば、電池1の完成から使用開始までの期間がより短くなりやすく、ひいては電池1の性能の低下やばらつき等が抑制されやすい。また、納品先の近くの生産拠点で電池1を一から製造する場合と比べて、生産拠点の設備費用等も低減されやすい。
以上のように、本実施形態では、例えば、電池組立体10は、筐体2の壁部20f(第一壁部)に設けられ、筐体2内の圧力が上昇した場合に開放される圧力開放弁5と、壁部20fに圧力開放弁5とは別に設けられ、脆弱部6cを有し、当該脆弱部6cの破断によって筐体2内を開放し電解液9が注入可能な状態となるよう構成された注液部6と、を備える。このような構成によれば、例えば、電池組立体10を利用することにより、輸送コストや生産拠点の設備費用等を低減できたり、性能の低下やばらつき等を抑制できたりしうる電池1が得られやすい。また、例えば、注液口をシール部材等によってシールして輸送する場合と比べて、筐体2内への水滴や塵芥等の侵入がより確実に抑制されうる。
また、本実施形態では、例えば、注液部6は、圧力開放弁5と同一形状を有する。このような構成によれば、例えば、注液部6が比較的容易に得られやすく、ひいては電池1の製造に要する手間や費用が低減されやすい。
また、本実施形態では、例えば、注液部6は、弁部6a(第一弁部)を有し、弁部6aは、脆弱部6cの破断によって筐体2の外側から内側に向けて押し開かれる。このような構成によれば、例えば、弁部6aが筐体2の外側から内側に向けて押し開かれた構成によって、筐体2内を開放し電解液9が注入可能な状態となる注液部6が実現されうる。
[第2実施形態]
図6は、電池1Aの平面図であり、図7は、電池1Aの平面図であって、注液部6Aが封口蓋11によって塞がれた状態の図である。図6,7に示される実施形態の電池1Aおよび電池組立体10Aは、上記第1実施形態の電池1および電池組立体10と同様の構成を備えている。よって、本実施形態によっても、上記第1実施形態と同様の構成に基づく同様の効果が得られる。
ただし、本実施形態では、例えば、図6に示されるように、注液部6Aがプルタブ式の所謂イージーオープンエンドとして構成されている点が、上記第1実施形態と相違している。注液部6Aの周縁部には、溝部6bによって厚さが薄くなった脆弱部6cが設けられている。また、周状の溝部6b(脆弱部6c)の内側にはタブ部6eが設けられている。本実施形態では、注液部6Aのタブ部6eを引っ張ることで、脆弱部6cが破断し、蓋体22を貫通する開口部6d(図7参照)が形成される。これにより、電解液9(図4参照)が開口部6dから筐体2内に注入可能となっている。図7に示されるように、開口部6dは、電解液9の注入後に封口蓋11によって筐体2の外側から塞がれる。このように、本実施形態によれば、イージーオープンエンドによって、筐体2内を開放し電解液9が注入可能な状態となる注液部6Aを実現することができる。
[第3実施形態]
図8は、電池1Bの平面図であり、図9〜11は、電池1Bの蓋体22の断面図であって、図9は、二つの注液部6のうち一方が封口蓋11によって塞がれた状態の図、図10は、二つの注液部6のうち他方が開放された状態の図、図11は、二つの注液部6のうち他方が封口蓋11によって塞がれた状態の図である。図8〜11に示される実施形態の電池1Bおよび電池組立体10Bは、上記第1実施形態の電池1および電池組立体10と同様の構成を備えている。よって、本実施形態によっても、上記第1実施形態と同様の構成に基づく同様の効果が得られる。
ただし、本実施形態では、例えば、図8に示されるように、蓋体22に複数の注液部6が設けられている点が上記第1実施形態と相違している。本実施形態では、注液部6のうち一方は、圧力開放弁5と負極端子24との間に位置され、他方は、圧力開放弁5と正極端子23との間に位置されている。二つの注液部6は、互いに間隔をあけてY方向に並んでいる。注液部6は、互いに同一形状であり、同一の仕様である。このように、本実施形態によれば、蓋体22に二つの注液部6が設けられているため、例えば、電解液9の注入作業の自由度が高まりやすく、ひいては電池1Bの製造に要する時間がより短縮されたり、手間が減ったりしうる。また、例えば、二つの注液部6のうち一つを電池1Bのエージング後のガス抜き弁として利用することができるという利点もある。
具体的には、図9に示されるように、本実施形態では、上述したS3,S4によって、二つの注液部6のうち一方を開放して筐体2内に電解液9を注入し、その後、注液部6を封口蓋11によって塞ぐ。次に、この状態で電池1Bを充電し、エージングを行う。次に、図10に示されるように、二つの注液部6のうち他方を開放し、エージングによって筐体2内(収容室20r)に発生したガスを開口部6dから筐体2外に排出する。そして、図11に示されるように、注液部6を二つの封口蓋11のうち他方によって塞ぎ、電池1Bを完成させる。このように、本実施形態によれば、注液部6のうちの一つを利用してエージング後のガス抜きを行うことができる。これにより、例えば、電池1Bの初期性能が向上しうる。
[第4実施形態]
図12は、電池1Cの平面図であり、図13〜15は、電池1Cの蓋体22の断面図であって、図13は、注液部6が封口蓋11Aによって塞がれた状態の図、図14は、弁部16が開放された状態の図、図15は、弁部16が封口蓋17によって塞がれた状態の図である。図12〜15に示される実施形態の電池1Cおよび電池組立体10Cは、上記第1実施形態の電池1および電池組立体10と同様の構成を備えている。よって、本実施形態によっても、上記第1実施形態と同様の構成に基づく同様の効果が得られる。
ただし、本実施形態では、例えば、図12,13に示されるように、封口蓋11Aに弁部16が設けられている点が上記第1実施形態と相違している。弁部16は、注液部6および圧力開放弁5と略同一形状を有しており、弁部16の仕様は、注液部6および圧力開放弁5の仕様と略同一である。すなわち、弁部16には、溝部16bによって厚さが薄くなった脆弱部16cが設けられている。図14に示されるように、弁部16は、例えば、治具等の先端部を押し当てること等によって開裂されうる。これにより、弁部16は、筐体2の外側から内側に向けて押し開かれ、開口部16dの少なくとも一部が連通する。弁部16は、第二弁部の一例である。このように、本実施形態によれば、封口蓋11Aに弁部16が設けられているため、例えば、弁部16を電池1Cのエージング後のガス抜き弁として利用することができる。
具体的には、図13に示されるように、本実施形態によっても、封口蓋11Aによって注液部6を塞ぎ筐体2を密閉した状態で電池1Cを充電し、エージングを行う。次に、図14に示されるように、封口蓋11Aに設けられた弁部16を開放し、エージングによって筐体2内(収容室20r)に溜まったガスを開口部16dから筐体2外に排出する。そして、図15に示されるように、弁部16を封口蓋17によって筐体2の外側、すなわち注液部6とは反対側から塞ぎ、電池1Cを完成させる。封口蓋17は、第二蓋の一例である。
[第5実施形態]
図16は、電池1Dの斜視図である。図16に示される実施形態の電池1Dおよび電池組立体10Dは、上記第1実施形態の電池1および電池組立体10と同様の構成を備えている。よって、本実施形態によっても、上記第1実施形態と同様の構成に基づく同様の効果が得られる。
ただし、本実施形態では、例えば、図16に示されるように、蓋体22およびケース21のそれぞれに注液部6が設けられている点が上記第1実施形態と相違している。本実施形態では、二つの注液部6のうち一方は、蓋体22(壁部20f)の圧力開放弁5と負極端子24との間に設けられ、他方は、ケース21の壁部20aに設けられている。壁部20fは、第一壁部の一例であり、壁部20aは、第二壁部の一例である。このように、本実施形態によれば、筐体2に二つの注液部6が設けられているため、例えば、電解液9の注入作業の自由度が高まりやすく、ひいては電池1Dの製造に要する時間がより短縮されたり、手間が減ったりしうる。また、例えば、二つの注液部6のうち一つを電池1Dのエージング後のガス抜き弁として利用することもできる。
なお、本実施形態では、注液部6が蓋体22およびケース21のそれぞれに設けられた場合が例示されたが、これには限定されず、例えば、図17に示される第1変形例のように、ケース21に複数の注液部6が設けられてもよい。二つの注液部6は、ケース21の壁部20aにおいて互いに間隔をあけてY方向に並んでいる。また、例えば、図18に示される第2変形例のように、ケース21に圧力開放弁5および注液部6が設けられてもよい。圧力開放弁5および注液部6は、ケース21の壁部20aにおいて互いに間隔をあけてY方向に並んでいる。また、例えば、図19に示される第3変形例のように、ケース21に正極端子23および負極端子24が設けられてもよい。正極端子23および負極端子24は、ケース21の壁部20eにおいて互いに間隔をあけてY方向に並んでいる。壁部20eは、第一壁部の一例である。
以上、本発明の実施形態を例示したが、上記実施形態はあくまで一例であって、発明の範囲を限定することは意図していない。上記実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、組み合わせ、変更を行うことができる。上記実施形態は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。本発明は、上記実施形態に開示される構成以外によっても実現可能であるとともに、基本的な構成(技術的特徴)によって得られる種々の効果(派生的な効果も含む)を得ることが可能である。また、各構成要素のスペック(構造や、種類、方向、形状、大きさ、長さ、幅、厚さ、高さ、数、配置、位置、材質等)は、適宜に変更して実施することができる。

Claims (10)

  1. 電解液が注入される前の電池組立体であって、
    外部接続端子が露出した第一壁部と、前記第一壁部と交差した第二壁部と、を有し、前記電解液を収容可能な筐体と、
    前記外部接続端子と電気的に接続され、前記筐体に収容された電極体と、
    前記第一壁部または前記第二壁部に設けられ、前記筐体内の圧力が上昇した場合に開放される圧力開放弁と、
    前記第一壁部および前記第二壁部のうち少なくとも一方に前記圧力開放弁とは別に設けられ、脆弱部を有し、当該脆弱部の破断によって前記筐体内を開放し前記電解液が注入可能な状態となるよう構成された注液部と、
    を備えた、電池組立体。
  2. 前記注液部は、前記圧力開放弁と同一形状を有した、請求項1に記載の電池組立体。
  3. 前記注液部は、第一弁部を有し、
    前記第一弁部は、前記脆弱部の破断によって前記筐体の外側から内側に向けて押し開かれた、請求項1または2に記載の電池組立体。
  4. 前記第一壁部または前記第二壁部には、互いに間隔をあけて複数の前記注液部が設けられた、請求項1〜3のうちいずれか一つに記載の電池組立体。
  5. 請求項1〜4のうちいずれか一つに記載の電池組立体と、
    前記電池組立体の筐体に収容された電解液と、
    前記電池組立体の注液部を前記筐体の外側から塞いだ第一蓋と、
    を備えた、電池。
  6. 前記電池組立体には、互いに間隔をあけて複数の前記注液部が設けられ、
    前記注液部のそれぞれを塞ぐ複数の前記第一蓋を備えた、請求項5に記載の電池。
  7. 前記第一蓋には、脆弱部を有し、当該脆弱部の破断によって前記筐体内を開放する第二弁部が設けられた、請求項5に記載の電池。
  8. 前記第二弁部を前記注液部とは反対側から塞いだ第二蓋を備えた、請求項7に記載の電池。
  9. 電池の筐体を構成し、電解液が収容される収容室を塞ぐ蓋体であって、
    前記収容室の圧力が上昇した場合に開放される圧力開放弁と、
    前記圧力開放弁とは別に設けられ、脆弱部を有し、当該脆弱部の破断によって前記収容室を開放し前記電解液が注入可能な状態となるよう構成された注液部と、
    が設けられた、蓋体。
  10. 電池の筐体を構成し、電解液が収容される収容室が設けられたケースであって、
    脆弱部を有し、当該脆弱部の破断によって前記収容室を開放し前記電解液が注入可能な状態となるよう構成された注液部が設けられた、ケース。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220119369A (ko) * 2020-07-10 2022-08-29 컨템포러리 엠퍼렉스 테크놀로지 씨오., 리미티드 배터리 케이스, 배터리 셀, 배터리, 배터리 케이스 제조 방법 및 장치
US20230155220A1 (en) * 2020-10-05 2023-05-18 Turun Ammattikorkeakoulu Oy Battery lid and battery assembly

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011187171A (ja) * 2010-03-04 2011-09-22 Hitachi Maxell Energy Ltd 密閉型電池
JP2013004177A (ja) * 2011-06-10 2013-01-07 Gs Yuasa Corp 非水電解質二次電池
JP2013229136A (ja) * 2012-04-24 2013-11-07 Gs Yuasa Corp 蓄電素子及び再注液方法
JP2013254660A (ja) * 2012-06-07 2013-12-19 Toyota Industries Corp 蓄電装置
JP2014203626A (ja) * 2013-04-03 2014-10-27 株式会社東芝 電池
CN204793067U (zh) * 2015-07-10 2015-11-18 凤凰新能源(惠州)有限公司 一种具有新型注液结构的动力锂离子电池
JP2016046209A (ja) * 2014-08-26 2016-04-04 トヨタ自動車株式会社 電池
WO2016185867A1 (ja) * 2015-05-18 2016-11-24 日立オートモティブシステムズ株式会社 角形二次電池
JP2017022050A (ja) * 2015-07-14 2017-01-26 トヨタ自動車株式会社 非水系二次電池
JP2017076475A (ja) * 2015-10-13 2017-04-20 株式会社豊田自動織機 蓄電装置
US20170149047A1 (en) * 2015-11-24 2017-05-25 Samsung Sdi Co., Ltd. Rechargeable battery
WO2017126285A1 (ja) * 2016-01-21 2017-07-27 日立オートモティブシステムズ株式会社 蓄電装置
JP2018037187A (ja) * 2016-08-30 2018-03-08 トヨタ自動車株式会社 密閉型電池の製造方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4150198A (en) * 1978-06-23 1979-04-17 Gte Laboratories Incorporated High discharge rate reserve cell and electrolyte
JP3332783B2 (ja) * 1997-02-27 2002-10-07 三洋電機株式会社 リチウムイオン電池及び同電池における電解液の注液方法
KR19990041760A (ko) * 1997-11-24 1999-06-15 손욱 이차전지의 캡 어셈블리
JP4352116B2 (ja) * 2005-06-17 2009-10-28 パナソニック株式会社 注液式電池
US8518569B2 (en) * 2010-03-01 2013-08-27 Apple Inc. Integrated frame battery cell
JP5950170B2 (ja) * 2012-07-09 2016-07-13 トヨタ自動車株式会社 電池製造方法
KR20150017624A (ko) * 2013-08-07 2015-02-17 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
JP2015130267A (ja) * 2014-01-07 2015-07-16 株式会社東芝 電池

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011187171A (ja) * 2010-03-04 2011-09-22 Hitachi Maxell Energy Ltd 密閉型電池
JP2013004177A (ja) * 2011-06-10 2013-01-07 Gs Yuasa Corp 非水電解質二次電池
JP2013229136A (ja) * 2012-04-24 2013-11-07 Gs Yuasa Corp 蓄電素子及び再注液方法
JP2013254660A (ja) * 2012-06-07 2013-12-19 Toyota Industries Corp 蓄電装置
JP2014203626A (ja) * 2013-04-03 2014-10-27 株式会社東芝 電池
JP2016046209A (ja) * 2014-08-26 2016-04-04 トヨタ自動車株式会社 電池
WO2016185867A1 (ja) * 2015-05-18 2016-11-24 日立オートモティブシステムズ株式会社 角形二次電池
CN204793067U (zh) * 2015-07-10 2015-11-18 凤凰新能源(惠州)有限公司 一种具有新型注液结构的动力锂离子电池
JP2017022050A (ja) * 2015-07-14 2017-01-26 トヨタ自動車株式会社 非水系二次電池
JP2017076475A (ja) * 2015-10-13 2017-04-20 株式会社豊田自動織機 蓄電装置
US20170149047A1 (en) * 2015-11-24 2017-05-25 Samsung Sdi Co., Ltd. Rechargeable battery
WO2017126285A1 (ja) * 2016-01-21 2017-07-27 日立オートモティブシステムズ株式会社 蓄電装置
JP2018037187A (ja) * 2016-08-30 2018-03-08 トヨタ自動車株式会社 密閉型電池の製造方法

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