WO2006123812A1 - 角型蓄電池 - Google Patents

角型蓄電池 Download PDF

Info

Publication number
WO2006123812A1
WO2006123812A1 PCT/JP2006/310095 JP2006310095W WO2006123812A1 WO 2006123812 A1 WO2006123812 A1 WO 2006123812A1 JP 2006310095 W JP2006310095 W JP 2006310095W WO 2006123812 A1 WO2006123812 A1 WO 2006123812A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
storage battery
storage element
lid
square tube
rectangular
Prior art date
Application number
PCT/JP2006/310095
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Norifumi Yasuda
Hisashi Katoh
Tatsuya Kouda
Sunao Morishita
Hitoshi Toda
Shinichi Kaneda
Masayuki Ishii
Original Assignee
Honda Motor Co., Ltd.
Toyo Seikan Kaisha, Ltd.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Honda Motor Co., Ltd., Toyo Seikan Kaisha, Ltd. filed Critical Honda Motor Co., Ltd.
Priority to JP2006529386A priority Critical patent/JP5097401B2/ja
Publication of WO2006123812A1 publication Critical patent/WO2006123812A1/ja

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/78—Cases; Housings; Encapsulations; Mountings
    • H01G11/82—Fixing or assembling a capacitive element in a housing, e.g. mounting electrodes, current collectors or terminals in containers or encapsulations
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/004—Details
    • H01G9/08—Housing; Encapsulation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/102—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/103—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by their shape or physical structure prismatic or rectangular
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/147—Lids or covers
    • H01M50/148—Lids or covers characterised by their shape
    • H01M50/15—Lids or covers characterised by their shape for prismatic or rectangular cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/147—Lids or covers
    • H01M50/166—Lids or covers characterised by the methods of assembling casings with lids
    • H01M50/171—Lids or covers characterised by the methods of assembling casings with lids using adhesives or sealing agents
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/78—Cases; Housings; Encapsulations; Mountings
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Definitions

  • the present invention relates to a rectangular storage battery in which a rectangular parallelepiped storage element is housed in a rectangular sealed case.
  • rechargeable storage batteries such as secondary batteries, electrolytic capacitors, and capacitors.
  • a structure of a storage battery in which a storage element is housed in a sealed case is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-308810. This storage battery will be described with reference to FIG.
  • the storage battery 100 shown in FIG. 12 includes a cylindrical case 1101, a power storage element 102 stored in the cylindrical case 1101, and a number of lead wires extending from the power storage element 102. 1 03, current collector plates 104, 104 connected to the positive electrode or negative electrode of these lead wires 103, and end plates 10 08, 1 that close the openings at both ends of the cylindrical case 101 08 and electrode rods 1 05 and 1 05 extending from the current collector plates 104 and 104 and passing through the end plates 1 08 and 1 08, and the ends of these electrode rods 1 05 and 1 05
  • the nuts 106, 106 which are screwed, and the pins 107, which extend from the end plates 108, 108 toward the center of the cylindrical case 101, and pass through the current collector plates 104, 104 1 07.
  • rotational force is applied to electrode openings 1 0 5 and 1 0 5, but current collector plates 1 0 4 and 1 0 4 are connected to pins 1 0 7 and 1 0 7 Since the rotation is constrained by, the electrode rods 1 0 5 and 1 0 5 do not rotate.
  • the pins 1 0 7 and 1 0 7 play an important role in preventing rotation of the current collector plates 1 0 4 and 1 0 4 and the electrode openings 1 0 5 and 1 0 5.
  • the length of the storage element 10 2 is L 1 and the length of the cylindrical case 1 0 1 is L 2, the length of the cylindrical case L 2 is to allow for the length of the pins 1 0 7 and 1 0 7 , growing. That is, the length L 1 of the storage element 10 2 is determined from the required storage capacity, but the length L 2 of the cylindrical case 100 1 is larger than the length L 1. However, there is a problem that Case 1 0 1 becomes larger.
  • the cylindrical case 10 1 is a cylinder and is strong against internal pressure, but the end plates 10 8 and 10 8 are flat and weak against internal pressure.
  • the end plates 10 8 and 10 8 are several times thicker than the cylindrical case 100 1.
  • the end battery ⁇ 1 0 8, 1 0 8 is heavier and the storage battery 1 0 0 is heavier.
  • a prismatic storage battery comprising: a resin plate that is inserted between the sealed case and the power storage element and is made of a hard resin having an insulating property.
  • the sealed case can be sized to allow for the insertion cost of the resin plate to the storage element. And the resin plate is thin. As a result, the size of the sealed case can be reduced. Lightweight sealed case with downsizing This makes it possible to reduce the size and weight of the prismatic storage battery.
  • the resin plate includes a flat plate portion arranged in parallel with the lid body, and a skirt portion bent at a right angle from the flat plate portion and arranged in parallel with the square tube.
  • one of the square tube and the lid is made of a metal plate and an insulating resin film covered on the metal plate.
  • the lid body has convex portions protruding from the general surface of the rectangular plate at the four corners.
  • the convex portion protrudes in a direction away from the power storage element.
  • the lid body is attached to the square tube so that the general surface and the convex portion do not come out from an end of the square tube.
  • the resin plate includes a through hole that connects the power storage element and the convex portion.
  • FIG. 1 is an exploded view of a prismatic storage battery according to the present invention
  • Fig. 2 is an enlarged cross-sectional view of a rectangular tube that is a component of the prismatic storage battery
  • Figure 3 is a cross-sectional view of the prismatic storage battery
  • Fig. 4 is an enlarged view of the main part of Fig. 3,
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the main part of the sealed case that is a component of the prismatic storage battery
  • FIGS. 6A and 6B are explanatory diagrams of the operation of the convex part that is the main part of the prismatic storage battery
  • FIG. ⁇ Figure 7D is a comparison diagram of a conventional lid and the lid of the present invention
  • Fig. 8 is a comparative view of the deflection at the center position of the lid
  • Figure 9 shows a comparison of stresses at the center of the lid
  • FIG. 10 is an exploded perspective view of the lid and the resin plate, which are the main parts of the prismatic storage battery
  • FIG. 11 is an explanatory diagram of the operation of the lid and the resin plate
  • Fig. 12 is a cross-sectional view of a conventional storage battery.
  • the prismatic storage battery 10 includes a corrugated (corrugated) rectangular tube 11, one lid 12 attached in advance to the rectangular tube 11, and an adjacent gold Metal foils 1 3 and 1 3 are stacked with a slight gap, and connected to L-shaped current collector plates 1 5 and 1 5 through a plurality of lead wires 1 4, and are formed into a rectangular parallelepiped shape as a whole.
  • electrode rods 17 and 18 extending from the upper and lower surfaces of the electricity storage element 16, a flat plate portion 2 1 provided with a hole 2 2, and a skirt portion 2 3.
  • the sealing material 24 is also provided in one lid body 12.
  • the resin plate 20 includes a flat plate portion 21 having a large hole 22 and a skirt portion 23 formed by bending the flat plate portion 21.
  • the resin plate 20 can be set to the electricity storage element 16 simply by placing the flat plate portion 21 on the upper surface or the lower surface of the rectangular parallelepiped electricity storage element 16.
  • the square tube 1 1 is made of an insulating resin-coated metal plate in which insulating materials 29, 29 such as PET (polyethylene terephthalate) are coated on both sides of a metal plate 28, such as aluminum. It is desirable to use it.
  • insulating materials 29, 29 such as PET (polyethylene terephthalate) are coated on both sides of a metal plate 28, such as aluminum. It is desirable to use it.
  • the rectangular storage battery 10 includes a rectangular parallelepiped storage element 16, a rectangular tube 11 surrounding the storage element 16, and a lid body 1 2 that closes the opening of the rectangular tube 11,
  • a rectangular parallelepiped storage element 16 In order to limit the movement of the sealed case 30 including 25 and the electricity storage element 16, it is inserted into the gaps t, t between the sealed case 30 and the electricity storage element 16, and has an insulating property.
  • It consists of resin plates 20 and 20 made of hard resin.
  • the resin plate 20 does not have to be detached from the upper and lower surfaces of the rectangular parallelepiped power storage element 16 when it moves in the horizontal direction of the drawing.
  • the skirt portion 23 only needs to be placed on the power storage element 16, and even if the length is short, there is no concern that the resin plate 20 is detached from the upper surface or the lower surface of the power storage element 16. That is, since the length of the skirt portion 23 can be shortened, the resin plate 20 can be easily reduced in size and weight.
  • FIG. 4 is an enlarged view of the main part of FIG. 3, and when the current collector plate 15 moves to the left in the figure, the skirt portion 23 along the rectangular tube 11 prevents the movement. As a result, there is no concern that the current collector plate 15 rotates even if the nut 27 A (FIG. 3) is turned. The same applies to nut 2 7 B.
  • the inner diameter (inside) of the rectangular cylinder 11 can be set to a diameter obtained by adding twice the thickness of the resin plate 20 to the diameter of the electricity storage element 16 (the horizontal dimension in the figure). it can. Since the skirt portion 2 3 is thin, the diameter of the rectangular tube 11 can be suppressed, and the diameter of the storage battery can be reduced.
  • a gap can be formed between the inner diameter of the rectangular tube 11 and the outer diameter of the electricity storage element, and a space for storing gas generated from the electrolyte or the like. Can be used.
  • the insulation between the rectangular tube 11 and the current collecting element 16 can be left to the resin film.
  • the current collecting element 16 is brought into direct contact with the rectangular tube 11, the current collecting element 16 will expand after the expansion due to the thermal expansion and contraction of the rectangular tube 11, etc.
  • the resin film on the inner surface wears and peels off, causing poor insulation.
  • both the resin film (insulating material 29 in FIG. 2) and the resin plate 20 can exhibit an insulating action. Even if the resin film (insulating material 29 in Fig. 2) is peeled off, the insulating function of the resin plate 20 remains, so there is no risk of causing insulation failure.
  • the shape and size of the resin plate 20 are arbitrary. Furthermore, it is also possible to employ an uncoated metal plate that does not cover the insulating resin film on the square tube.
  • the lower surface of the lid 12 is called a general surface 31. Shown with imaginary lines In the direction away from the electricity storage element 16, the protrusions 3 2, 3 2 protrude from the lid 12.
  • the volume of the pockets 3 4 and 3 4 formed by the protrusions 3 2 is added to the space 3 3 formed by the gap between the electricity storage element 16 and the square tube 11.
  • the increase in volume due to the pockets 3 4 and 3 4 can be expected to be 5 to 10 ⁇ 1 ⁇ 2 of the inner volume of the sealed case 30. Since the volume has increased, the pressure change of the gas becomes slow even when the electrolyte is gasified, and the pressure and pressure fluctuations acting on the inner surface of the sealed case 30 can be reduced.
  • the lid 12 and the convex part 3 2 should be studied with a three-dimensional structure, but the structure calculation is complicated. Therefore, the lid 1 2 and the convex 3 2 were replaced with two-dimensional “beams” for convenience.
  • FIG. 6A shows the general surface 31 and the lid 12 (excluding the convex portion) whose lower surface is in contact with the general surface 31. Further, the general surface 3 1 and the convex portion 3 2 separated from the general surface 3 1 by 2 are schematically shown in FIG. 6B.
  • the second-order moment ⁇ b of the convex part 3 2 away from the general surface 3 1 by the distance L 2 is I a + (b-h) x (L 2) 2 Determined.
  • the cross-sectional second moment is increased by (b ⁇ h) x (L 2) 2 .
  • the bending stress decreases as the cross-section coefficient obtained by multiplying (multiplying) the distance component by the sectional moment of inertia increases. Therefore, the stress is smaller in Fig. 6B than in Fig. 6A. As described above, the convex portion exhibits the effect that the bending is small and the stress (bending stress) is small.
  • FIG. 7A to FIG. 7D are comparative views in which a conventional lid and the lid of the present invention are arranged side by side.
  • FIG. 7A shows a lid 11 1 1 having no projections. This lid 1 1 1 is referred to as Comparative Example 1.
  • FIG. 7B shows a lid body 1 1 3 having an annular convex portion 1 2. The lid body 1 1 3 provided with the annular convex portion 1 1 2 is referred to as Comparative Example 2.
  • FIG. 7C shows a lid body 12 having I-shaped convex portions 32 at four corners. This lid 12 is referred to as Example 1.
  • FIG. 7D shows a lid 12 having triangular protrusions 32 at four corners. This lid 12 is referred to as Example 2.
  • the lid was a three-dimensional “surface”, the periphery was fixed, distribution weight was applied, and stagnation and stress were calculated. The calculation results will be described with reference to FIGS.
  • Example 1 is about 1.8 mm, slightly larger than Comparative Example 2.
  • Example 2 had a minimum deflection of about 1.4 mm.
  • the stress at the center position of the lid body was about 1 3 OMPa in Comparative Example 1 and about 1 1 OMPa in Comparative Example 2.
  • Example 1 was about 95 OMPa, which was smaller than Comparative Example 2, and Example 2 was the minimum at about 800 MPa.
  • Example 2 had the minimum deflection and the minimum stress.
  • the convex portions 32 provided in each of the four corners of the present invention are more flexible and stressed than the conventionally known annular convex portions (Fig. 7 B symbol 1 1 2). Suppress Turned out to be able to. From this, it can be said that it is structurally superior to separate the convex portions from the continuous convex portions (annular convex portions).
  • the resin plate 20 includes triangular through holes 36 at the four corners of the flat plate portion 21.
  • the through hole 3 6 matches the convex portion 3 2 as shown in FIG.
  • the electricity storage element 16 is connected to the pocket 3 4 through the through hole 3 6.
  • the gas accumulated inside the square tube 1 1 passes through the through hole 3 6 and reaches the pocket 3 4. Since the pressure can be released directly to the pocket 3 4, changes in internal pressure due to gas can be mitigated.
  • the rectangular storage battery 10 of the present invention may be of any type as long as it is a rechargeable electrical product such as a secondary battery, an electrolytic capacitor, or a capacitor.
  • the prismatic storage battery according to the present invention is useful for a secondary battery mounted on a vehicle.

Abstract

直方体形状の蓄電素子(16)と該蓄電素子を収納する密閉ケース(30)とを備えた角型蓄電池を提供する。絶縁性を有する硬質樹脂からなる樹脂プレート(20)は、前記蓄電素子の移動を制限するために、前記密閉ケースと前記蓄電素子との間に挿入される。

Description

明 細 書 角型蓄電池 技術分野
発明は、 直方体形状の蓄電素子が角型の密閉ケースに収められている角型 蓄電池に関する。 背景技術
自動車機器の電気 '電子化に伴って二次電池、 電解コンデンサー、 キャパシ タなどの充電可能な蓄電池の用途が増加している。
蓄電素子が密閉ケースに収められている蓄電池の構造は、 例えば特開 200 3— 30881 0公報に示されている。 この蓄電池について、 図 1 2に基づいて 説明する。
図 1 2に示されている蓄電池 1 00は、 円筒ケース 1 01と、 この円筒ケー ス 1 01に収納されている蓄電素子 1 02と、 この蓄電素子 1 02から延びてい る多数本のリード線 1 03と、 これらのリード線 1 03のうち正極又は負極に接 続されている集電板 1 04、 1 04と、 前記円筒ケース 1 01の両端の開口を閉 じるエンドプレート 1 08、 1 08と、 前記集電板 1 04、 1 04から延び、 前 記エンドプレート 1 08、 1 08を貫通している電極ロッド 1 05、 1 05と、 これらの電極ロッド 1 05、 1 05の先端にねじ込まれている各々ナツト 1 06、 1 06と、 前記ェンドプレート 1 08、 1 08から円筒ケース 1 01の中心に向 かって延び、 前記集電板 1 04、 1 04を貫通しているピン 1 07、 1 07とか ら成る。
ハーネス 1 09、 1 09を通じて電極ロッド 1 05、 1 05に直流電圧を印 可することで、 電気エネルギーを蓄電素子 1 02に蓄えることができる。 また、 蓄電素子 1 02に蓄えられている電気エネルギーは、 電極ロッド 1 05、 1 05 及びハーネス 1 09、 1 09を介して、 取り出すことができる。
ハーネス 1 09、 1 09は、 電極ロッド 1 05、 1 05にナツ卜 1 0.6、 1 6で固定される。ナツト 1 0 6、 1 0 6を締め付けるときに、電極口ッド 1 0 5、 1 0 5に回転力が加わるが、 集電板 1 0 4、 1 0 4がピン 1 0 7、 1 0 7で回転 を拘束されているため、 電極ロッド 1 0 5、 1 0 5が回転することはない。
集電板 1 0 4、 1 0 4及び電極口ッド 1 0 5、 1 0 5の回転防止を図る上で、 ピン 1 0 7、 1 0 7は重要な役割を果たす。
蓄電素子 1 0 2の長さを L 1、 円筒ケース 1 0 1の長さを L 2とすると、 円 筒ケースの長さ L 2は、 ピン 1 0 7、 1 0 7の長さを見込むため、 大きくなる。 すなわち、 要求される蓄電能力から蓄電素子 1 0 2の長さ L 1を決定するが、 こ の長さ L 1に比較して円筒ケース 1 0 1の長さ L 2が大きくなリ、 蓄電能力の割 にケース 1 0 1が大型化するという問題が生じる。
さらに、蓄電池 1 0 0では、内部に電解液を封入して、電気化学反応を促す。 電気化学反応により、 電解液の一部はガス化する。 このガス化により、 蓄電池 1 0 0の内部圧力が上昇する。 円筒ケース 1 0 1は筒であるため内圧に強いが、 ェ ンドプレート 1 0 8、 1 0 8は平板であるため内圧に弱い。
この弱点を補うために、図に示されるように、円筒ケース 1 0 1に比較して、 エンドプレート 1 0 8、 1 0 8は、 数倍の厚さとされている。 エンドプレー卜 1 0 8 , 1 0 8が厚い分だけ、 蓄電池 1 0 0は重くなる。
さこで、 車両に多数個の蓄電池を搭載する場合、 蓄電池 1 0 0の小型，軽量 化が望まれる。 発明の開示
本発明の概念によれば、 直方体形状の蓄電素子と、 この蓄電素子を囲う角筒 及びこの角筒の開口を閉じる蓋体を含む密閉ケースと、 前記蓄電素子の移動を制 限するために、 前記密閉ケースと前記蓄電素子との間に挿入され、 絶縁性を有す る硬質樹脂からなる樹脂プレートと、 から成る角型蓄電池が提供される。
密閉ケースと前記蓄電素子との間に樹脂プレートを挿入したので、 蓄電素子 の回転を抑えることができる。 密閉ケースは、 蓄電素子に樹脂プレートの挿入代 を見込んだ大きさにすることができる。そして、樹脂プレートは薄い。この結果、 密閉ケースの小型化を達成することができる。 小型化に伴って密閉ケースの軽量 化が可能となるため、 角型蓄電池の小型 ·軽量化が達成できる。
好ましくは、 前記樹脂プレートは、 前記蓋体に平行に配置される平板部と、 この平板部から直角に折り曲げられ、 前記角筒に平行に配置されるスカート部と から成る。
好ましくは、 前記角筒と前記蓋体の一方は、 金属板と、 この金属板に被せら れている絶縁性樹脂膜とから成る。
好ましくは、 前記蓋体は、 矩形板の一般面から突出している凸部を四隅に有 している。
好ましくは、 前記凸部は、 前記蓄電素子から離れる方向に突出している。 好ましくは、 前記蓋体は、 前記一般面及び前記凸部が、 前記角筒の端から外 へ出ないように角筒に取り付けられている。
好ましくは、 前記樹脂プレートは、 前記蓄電素子と前記凸部とを繋ぐ通孔を 備えている。 図面の簡単な説明
図 1は、 本発明に係る角型蓄電池の分解図、
図 2は、 上記角型蓄電池の構成要素である角筒の拡大断面図、
図 3は、 上記角型蓄電池の断面図、
図 4は、 図 3の要部拡大図、
図 5は、 上記角型蓄電池の構成要素である密閉ケースの要部の断面図、 図 6 A及び図 6 Bは、 上記角型蓄電池の要部である凸部の作用説明図、 図 7 A〜図 7 Dは、 従来の蓋体と本発明の蓋体との比較図、
図 8は、 上記蓋体の中央位置での撓みの比較図、
図 9は、 上記蓋体の中央位置での応力の比較図、
図 1 0は、 上記角型蓄電池の要部である蓋体と樹脂プレートの分解斜視図、 図 1 1は、 上記蓋体及び樹脂プレートの作用説明図、
図 1 2は、 従来の蓄電池の断面図である。 発明を実施するための最良の形態 図 1に示されるように、 角型蓄電池 1 0は、 コルゲート （波形にした） 形角 筒 1 1と、 この角筒 1 1に予め取付けられている一方の蓋体 1 2と、 隣り合う金 属箔 1 3、 1 3が僅かな隙間を保って積層され、 複数のリード線 1 4を介して L 字形集電板 1 5、 1 5に繋がれ、 全体として直方体形状にされている蓄電素子 1 6と、 この蓄電素子 1 6の上面、 下面から延びている電極ロッド 1 7、 1 8と、 穴 2 2が設けられている平板部 2 1及びスカ一ト部 2 3とで構成される樹脂プレ 一卜 2 0、 2 0と、 環状のシール材 2 4を備えている他方の蓋体 2 5と、 前記電 極ロッド 1 7に嵌められる座金 2 6及びナツ卜 2 7 Aと、 前記電極ロッド 1 8に 嵌められる座金 2 6及びナット 2 7 Bとから成る。 なお、 シール材 2 4は一方の 蓋体 1 2にも備えられている。
すな^ bち、 前記樹脂プレート 2 0は、 大きな穴 2 2の開いた平板部 2 1と、 この平板部 2 1から折り曲げ形成されたスカート部 2 3で構成されている。
また、 樹脂プレート 2 0は、 直方体形状の蓄電素子 1 6の上面や下面に平板 部 2 1を載せるだけで、 蓄電素子 1 6にセッ卜することができる。
図 2に示されるように、 角筒 1 1は、 アルミニウムなどの金属板 2 8の両面 に P E T (ポリエチレンテレフタレート） などの絶縁材 2 9、 2 9が被覆されて いる絶縁性樹脂被覆金属板を使用することが望まれる。
図 3に示されるように、 角型蓄電池 1 0は、 直方体形状の蓄電素子 1 6と、 この蓄電素子 1 6を囲う角筒 1 1及びこの角筒 1 1の開口を閉じる蓋体 1 2、 2 5を含む密閉ケース 3 0と、 前記蓄電素子 1 6の移動を制限するために、 前記密 閉ケース 3 0と前記蓄電素子 1 6との間の隙間 t、 tに挿入され、 絶縁性を有す る硬質樹脂からなる樹脂プレート 2 0、 2 0とから成る。
前記樹脂プレー卜 2 0は、 仮に図面左右方向に移動するときに、 直方体形状 の蓄電素子 1 6の上面や下面から外れなければよい。 スカート部 2 3は蓄電素子 1 6に掛かっていればよく、 丈が短くても、 樹脂プレート 2 0が蓄電素子 1 6の 上面や下面から外れる心配はない。 すなわち、 スカート部 2 3の丈を、 短くする ことが可能であるため、 樹脂プレート 2 0の小型■軽量化が容易に達成できる。
ナット 2 7 Aを電極ロッド 1 7にねじ込むと、 蓄電素子 1 6の上面を構成す る集電板 1 5は、 ナット 2 7 Aと共に回転しょうとする。 このときに回 止め作 用を発揮する樹脂プレート 2 0、 2 0の作用を詳しく説明する。
図 4は図 3の要部拡大図であり、集電板 1 5が仮に図左へ移動する場合には、 角筒 1 1に沿ったスカ一卜部 2 3が移動を防止する。この結果、ナツト 2 7 A (図 3 ) を回しても集電板 1 5が回転する心配はない。 ナット 2 7 Bも同じ。
この回り止めには、 硬くて薄い樹脂プレート 2 0を使用するだけで済む。 そ して、 角筒 1 1の内径 （内のリ） は、 蓄電素子 1 6の径 （図左右方向寸法） に樹 脂プレート 2 0の厚さの 2倍を加えた寸法に設定することができる。 スカート部 2 3は薄いので、 角筒 1 1の径を抑えることができ、 蓄電池の小径化を図ること ができる。
また、 スカート部 2 3の丈が短いので、 角筒 1 1の内径と蓄電素子の外径と の間に、 隙間を形成することが可能となり、 電解液などから発生したガスを収納 する空間として活用することができる。
さらには、 樹脂プレート 2 0の平面部 2 1を、 他方の蓋体 2 5と集電板 1 5 との間に介在させるので、 蓄電素子 1 6の上下動を抑えることができる。
ところで、 角筒 1 1に樹脂被覆金属板を採用したことにより、 角筒 1 1と集 電素子 1 6との間の絶縁は、 樹脂被膜に委ねることができる。 しかし、 集電素子 1 6を角筒 1 1に直接接触させると、 集電素子 1 6の熱伸縮や角筒 1 1の内圧に よる膨張等により、 長期間使用後には、 角筒 1 1の内面に被せた樹脂膜 （図 2の 絶縁材 2 9 ) が摩耗し、 剥離し、 絶縁不良を引き起こす。
この点、 本発明では、 樹脂膜 （図 2の絶縁材 2 9 ) と樹脂プレート 2 0との 両方に絶縁作用を発揮させることができる。 万一、 樹脂膜 （図 2の絶縁材 2 9 ) に剥離が生じても、 樹脂プレー卜 2 0の絶縁機能が残るため、 絶縁不良を引き起 こす心配はない。
したがって、 樹脂プレート 2 0には、 回り止め作用と絶縁作用との 2つの作 用を発揮させることができる。
また、 樹脂プレー卜 2 0の形状、 大きさは任意である。 さらには、 角筒に絶 縁樹脂膜を被せない被覆なし金属板を採用することも可能である。
次に、 密閉ケース 3 0の要部の形状を説明する。
図 5に示されるように、 蓋体 1 2の下面を一般面 3 1と呼ぶ。 想像線で示さ れている蓄電素子 1 6から上方へ離れる方向へ、 蓋体 1 2から凸部 3 2、 3 2が 突出形成されている。
蓄電素子 1 6と角筒 1 1との隙間で形成されるスペース 3 3に、 凸部 3 2に よるポケット 3 4、 3 4の体積が加わる。 ポケット 3 4、 3 4による体積の増加 は、 密閉ケース 3 0の内容積の 5 ~ 1 0 <½を見込むことができる。 体積が増加し たため、 電解液がガス化してもガスの圧力変化は緩慢になり、 密閉ケース 3 0の 内面に作用する圧力並び圧力変動を軽減することができる。
また、 角筒 1 1に蓋体 1 2を巻締め法で取付ける。 巻締め具の都合で、 蓋体 1 2は角筒 1 1の端部より L 1だけ、 内側 （図下方） へ寄せる必要がある。 本発 明の凸部 3 2は、 一般面 3 1から L 2だけ突出させるが、 この L 2は L 1を超え ないようにした。 この結果、 複数の角筒 1 1同士を容易に直接接続することがで さる。
次に、 図 6に基づいて、 凸部 3 2の作用を説明する。 なお、 蓋体 1 2及び凸 部 3 2は三次元構造で検討すべきであるが、 構造計算が複雑になる。 そこで、 蓋 体 1 2及び凸部 3 2を便宜的に二次元の 「梁」 に置き換えた。
すなわち、 一般面 3 1及びこの一般面 3 1に下面が接する蓋体 1 2 (凸部は 除く。） が図 6 Aで示されている。 また、 一般面 3 1及びこの一般面 3 1からし 2だけ離れた凸部 3 2が図 6 Bで模式的に表わされている。
図 6 Aに示されるように、 蓋体 1 2の縦寸法 （厚さ） が hで横寸法が bであ るときの蓋体 1 2の断面二次モーメント I aは、 b · h 3 / 1 2である。
また、 図 6 Bで示されるように、 一般面 3 1から距離 L 2だけ離れた凸部 3 2の断面二次モーメント〖 bは、 I a + ( b - h ) x ( L 2 ) 2で定まる。 すな わち、 凸部 3 2の存在により、 （b ■ h ) x ( L 2 ) 2だけ断面二次モーメント が大きくなる。
断面二次モーメントが大きいほど撓みは小さくなるため、 図 6 Aより図 6 B の方が撓みが小さくなる。
また、 断面二次モーメントに距離成分を乗する （掛ける） ことで得られる断 面係数は、 大きいほど曲げ応力が小さくなる。 そのため、 図 6 Aより図 6 Bの方 が応力が小さくなる。 以上に述べたように、 凸部は、 撓みが小さくなリ、 応力 （曲げ応力） が小さ くなるという作用を発揮する。
図 7 A—図 7 Dは従来の蓋体と本発明の蓋体とを並べた比較図であり、 図 7 Aには、 凸部を備えない蓋体 1 1 1を示されている。 この蓋体 1 1 1を比較例 1 と呼ぶ。 図 7 Bには、 環状の凸部， 1 2を備えた蓋体 1 1 3が示されている。 環 状の凸部 1 1 2を備えた蓋体 1 1 3を比較例 2と呼ぶ。
図 7 Cには、四隅に Iの字型の凸部 32を備えている蓋体 1 2が示されいる。 この蓋体 1 2を実施例 1と呼ぶ。 図 7 Dには、 四隅に三角形の凸部 32を備えて いる蓋体 1 2が示されいる。 この蓋体 1 2を実施例 2と呼ぶ。
比較例 1 、 2及び実施例 1 、 2に次の条件で構造計算を実施した。
O計算条件：
蓋体の縦横寸法： 60 mm X 6 Omm
中央穴の寸法： 23mm
蓋体の厚さ： 0. 5mm
蓋体の材質： J I S A 3004— O
負荷 （内圧） ： 0. 6 MP a
凸部の形状、 大きさ：図 7 A—図 7 D参照
蓋体を三次元の 「面」 とし、 周辺を固定し、 分布加重を与え、 橈み及び応力 を計算した。 この計算結果を図 8、 図 9に基づいて説明する。
図 8に示されるように、 蓋体の中央位置での撓みは、 比較例 1では 2 mmを 超え、 比較例 2は約 1. 7mmであった。 実施例 1は約 1. 8mmで比較例 2よ リ若干大きい。 実施例 2は約 1. 4mmで撓みは最小であった。
また、 図 9に示されるように、 蓋体の中央位置での応力は、 比較例 1は約 1 3 0 OMP a、 比較例 2は約 1 1 0 OMP aであった。 これに対して実施例 1は約 95 OMP aで比較例 2よりも小さく、 実施例 2は約 800 M P aで最小であつ た。
したがって、 実施例 2が最小撓みで且つ最小応力であった。
以上のことから、 従来知られている環状の凸部 （図 7 B符号 1 1 2) より、 本発明の四隅の各々設けた凸部 32 (図 5 C、 図 5 Dの方が撓み及び応力を抑え ることができることが判明した。 このことから、 連続した凸部 （環状の凸部） よ リ、 凸部同士を分離した方が、 構造的に優れていると言える。
次に、 さらに好ましい樹脂プレー卜 2 0の形態を説明する。
図 1 0に示されるように、 樹脂プレート 2 0は、 平板部 2 1の四隅に三角形 の通孔 3 6を備えている。
樹脂プレート 2 0を蓋体 1 2に合わせると、 図 1 1に示されるように、 通孔 3 6が凸部 3 2に合致する。 通孔 3 6を介して蓄電素子 1 6は、 ポケット 3 4に 繋がっている。 角筒 1 1の内部に溜まるガスは、 通孔 3 6を通って、 ポケット 3 4に到る。 圧力をポケット 3 4へ直接的に逃がすことができるので、 ガスによる 内圧の変化を緩和させることができる。
尚、 本発明の角型蓄電池 1 0は、 二次電池、 電解コンデンサー、 キャパシタ など充電可能な電気品であれば、 種類は問わない。 産業上の利用可能性
本発明による角型蓄電池は、 車両に搭載する二次電池に有用である。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 角型蓄電池であって、
直方体形状の蓄電素子と、
前記蓄電素子を囲う角筒及び該角筒の開口を閉じる蓋体を含む密閉ケース 前記蓄電素子の移動を制限するために、 前記密閉ケースと前記蓄電素子との 間に挿入され、 絶縁性を有する硬質樹脂からなる樹脂プレートと、
からなる角型蓄電池。
2 . 請求項 1に記載の蓄電池であって、
前記樹脂プレートは、
前記蓋体に平行に配置される平板部と、
該平板部から直角に折り曲げられ、 前記角筒に平行に配置されるスカート部 からなることを特徴とする。
3 . 請求項 1に記載の蓄電池であって、
前記角筒と前記蓋体の一方は、
金属板と、
該金属板に被せられている絶縁性樹脂膜と、
から成ることを特徴とする。
4 . 請求項 1に記載の蓄電池であって、
前記蓋体は、 矩形板の一般面から突出している凸部を四隅に有していること を特徴とする。
5 . 請求項 4に記載の蓄電池であって、
前記凸部は、前記蓄電素子から離れる方向に突出していることを特徴とする。
6 . 請求項 4に記載の蓄電池であって、
前記蓋体は、 前記一般面及び前記凸部が、 前記角筒の端から外へ出ないよう に角筒に取り付けられていることを特徴とする。
7 . 請求項 5に記載の蓄電池であって、
前記樹脂プレートは、 前記蓄電素子と前記凸部とを繋ぐ通孔を備えているこ とを特徴とする。
PCT/JP2006/310095 2005-05-17 2006-05-16 角型蓄電池 WO2006123812A1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006529386A JP5097401B2 (ja) 2005-05-17 2006-05-16 角型蓄電池

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005-144559 2005-05-17
JP2005144559 2005-05-17
JP2005144689 2005-05-17
JP2005-144689 2005-05-17

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2006123812A1 true WO2006123812A1 (ja) 2006-11-23

Family

ID=37431375

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2006/310095 WO2006123812A1 (ja) 2005-05-17 2006-05-16 角型蓄電池

Country Status (4)

Country Link
US (1) US7662512B2 (ja)
JP (1) JP5097401B2 (ja)
KR (1) KR20070091322A (ja)
WO (1) WO2006123812A1 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010113271A1 (ja) * 2009-03-31 2010-10-07 三菱重工業株式会社 二次電池および電池システム
CN101447558B (zh) * 2007-11-30 2011-11-09 丰田自动车株式会社 密闭型电池以及配备有密闭型电池的车辆
JP2012119291A (ja) * 2010-12-03 2012-06-21 Hyundai Motor Co Ltd 中大型バッテリ

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006123637A1 (ja) * 2005-05-17 2006-11-23 Toyo Seikan Kaisha, Ltd. 角形缶及びその二重巻締方法並びに二重巻締装置
KR101182282B1 (ko) * 2010-10-12 2012-09-12 에스비리모티브 주식회사 이차 전지
KR102221803B1 (ko) * 2014-01-20 2021-03-02 삼성에스디아이 주식회사 전지 팩
KR102234288B1 (ko) 2014-04-16 2021-03-31 삼성에스디아이 주식회사 전지 팩
KR102234293B1 (ko) * 2014-04-16 2021-03-31 삼성에스디아이 주식회사 전지 팩
US10431791B2 (en) * 2016-11-01 2019-10-01 Ford Global Technologies, Llc Traction battery pack shield and shielding method

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0218920Y2 (ja) * 1984-01-31 1990-05-25
JPH0328653U (ja) * 1989-07-31 1991-03-22
JPH1125993A (ja) * 1997-07-01 1999-01-29 Sanyo Electric Co Ltd スリム電池
JPH11273631A (ja) * 1998-03-24 1999-10-08 Sanyo Electric Co Ltd アルカリ二次電池及びその製造方法
JP2001273920A (ja) * 2000-03-28 2001-10-05 Sanyo Electric Co Ltd 蓄電池およびその製造方法
JP3561554B2 (ja) * 1995-05-31 2004-09-02 三洋電機株式会社 電池

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0646740Y2 (ja) * 1989-05-29 1994-11-30 矢崎化工株式会社 パイプ製の骨組におけるシートの端末処理材
JP2516684B2 (ja) 1989-06-26 1996-07-24 三菱重工業株式会社 空気調和機のル―バ制御方法
US5626984A (en) * 1995-11-16 1997-05-06 Albini; Salvatore Battery terminal system
FR2796205B1 (fr) * 1999-07-08 2001-10-05 Cit Alcatel Accumulateur electrochimique etanche comportant un dispositif de reprise de courant en aluminium
JP3709134B2 (ja) * 2000-11-22 2005-10-19 松下電器産業株式会社 角形電池
JP3852376B2 (ja) * 2002-06-28 2006-11-29 日産自動車株式会社 電池外装ケース
JP4404847B2 (ja) * 2004-11-29 2010-01-27 三星エスディアイ株式会社 リチウム二次電池

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0218920Y2 (ja) * 1984-01-31 1990-05-25
JPH0328653U (ja) * 1989-07-31 1991-03-22
JP3561554B2 (ja) * 1995-05-31 2004-09-02 三洋電機株式会社 電池
JPH1125993A (ja) * 1997-07-01 1999-01-29 Sanyo Electric Co Ltd スリム電池
JPH11273631A (ja) * 1998-03-24 1999-10-08 Sanyo Electric Co Ltd アルカリ二次電池及びその製造方法
JP2001273920A (ja) * 2000-03-28 2001-10-05 Sanyo Electric Co Ltd 蓄電池およびその製造方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101447558B (zh) * 2007-11-30 2011-11-09 丰田自动车株式会社 密闭型电池以及配备有密闭型电池的车辆
US8211567B2 (en) 2007-11-30 2012-07-03 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Sealed battery, and vehicle equipped therewith
WO2010113271A1 (ja) * 2009-03-31 2010-10-07 三菱重工業株式会社 二次電池および電池システム
JP2012119291A (ja) * 2010-12-03 2012-06-21 Hyundai Motor Co Ltd 中大型バッテリ

Also Published As

Publication number Publication date
US20080003498A1 (en) 2008-01-03
JP5097401B2 (ja) 2012-12-12
JPWO2006123812A1 (ja) 2008-12-25
KR20070091322A (ko) 2007-09-10
US7662512B2 (en) 2010-02-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2006123812A1 (ja) 角型蓄電池
US8835044B2 (en) Secondary battery
JP6414731B2 (ja) 蓄電素子及び蓄電装置
JP2017168439A (ja) 電池パック
JP6208145B2 (ja) 電池モジュール
US9118090B2 (en) Secondary battery
JP2007087907A (ja) 蓄電体セルのケース構造
CN209447949U (zh) 一种电池模块及电池包
KR20130123445A (ko) 이차 전지
JP2008311173A (ja) 蓄電装置
JP5975854B2 (ja) 角形二次電池
JP6598063B2 (ja) 電池モジュール
US11189886B2 (en) Stack-type nonaqueous electrolyte secondary battery
JPH11121025A (ja) 二次電池
KR101787636B1 (ko) 전지 셀 및 이를 포함하는 디바이스
JP2005222887A (ja) 電極捲回型電池
JP2012084541A (ja) フィルム外装電池
JP3938063B2 (ja) 蓄電素子の端子構造および蓄電素子
JP2019125564A (ja) 蓄電モジュール
EP2424007B1 (en) Rechargeable battery
CN114981907B (zh) 蓄电装置
WO2017154999A1 (ja) 電池パック
JP2016119149A (ja) 蓄電モジュールの製造方法、及び蓄電モジュール
JP2007048668A (ja) 電池及び組電池
KR20120038075A (ko) 파우치형 슈퍼커패시터 고정장치

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2006529386

Country of ref document: JP

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 200680001807.0

Country of ref document: CN

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1020077015429

Country of ref document: KR

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: RU

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 06732669

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1