WO2016199939A1 - 電池及び組電池 - Google Patents
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- H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
- H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
- H01M50/207—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
- H01M50/209—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted 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
- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
- H01M50/543—Terminals
- H01M50/547—Terminals characterised by the disposition of the terminals on the cells
- H01M50/55—Terminals characterised by the disposition of the terminals on the cells on the same side of the cell
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- 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
- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
- H01M50/543—Terminals
- H01M50/552—Terminals characterised by their shape
- H01M50/553—Terminals adapted for prismatic, pouch or rectangular cells
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- 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
- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
- H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
- H01M50/503—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing characterised by the shape of the interconnectors
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- 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
- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
- H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
- H01M50/509—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing characterised by the type of connection, e.g. mixed connections
- H01M50/51—Connection only in series
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- 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
Definitions
- Embodiments of the present invention relate to a battery and an assembled battery.
- a terminal is sandwiched between two films or plates, and a part of the terminal is exposed.
- the thin can-type battery includes, for example, a terminal including a portion extending from the side surface and exposed to the outside. It is possible to energize other batteries or electronic devices through the exposed portions of the terminals.
- An object is to provide a battery that can be easily assembled into an assembled battery and can exhibit low terminal resistance.
- a battery is provided.
- This battery includes an electrode body, a lead, an exterior member, and a terminal.
- the exterior member includes a main part and a terminal connection part adjacent to the main part.
- the electrode body is accommodated in the main part of the exterior member.
- the lead is electrically connected to the electrode body.
- the lead is accommodated in the terminal connection portion of the exterior member.
- the terminal is electrically connected to the lead.
- the terminal is installed in the terminal connection part of the exterior member.
- the thickness of the main part of the exterior member is larger than the thickness of the terminal connection part of the exterior member.
- an assembled battery includes a plurality of batteries according to the first embodiment and a bus bar.
- a terminal of one of the plurality of batteries is electrically connected to a terminal of another one of the plurality of batteries via a bus bar.
- FIG. 1 is a schematic perspective view of a battery of a first example according to the first embodiment.
- FIG. 2 is a side view of the battery of FIG. 1 viewed from the viewpoint II.
- FIG. 3 is an enlarged view of part III of the battery of FIG.
- FIG. 4 is a partially exploded perspective view of the battery shown in FIGS.
- FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of the battery shown in FIGS. 1 to 3 along the line V-V ′ shown in FIG.
- FIG. 6 is an enlarged view of a portion VI in FIG.
- FIG. 7 is a schematic side view of the battery of the second example according to the first embodiment.
- FIG. 8 is a schematic plan view of the assembled battery of the first example according to the second embodiment.
- FIG. 9 is an enlarged view of a portion IX in FIG.
- FIG. 10 is a perspective view of some examples of bus bars that the assembled battery according to the second embodiment can include.
- FIG. 11 is an enlarged plan view of a connection portion between the bus bar and the battery in the assembled battery of the second example according to the second embodiment.
- 12 is a side view of the battery of Comparative Example 1.
- FIG. 13 is a side view of the battery of Comparative Example 2.
- a battery is provided.
- This battery includes an electrode body, a lead, an exterior member, and a terminal.
- the exterior member includes a main part and a terminal connection part adjacent to the main part.
- the electrode body is accommodated in the main part of the exterior member.
- the lead is electrically connected to the electrode body.
- the lead is accommodated in the terminal connection portion of the exterior member.
- the terminal is electrically connected to the lead.
- the terminal is installed in the terminal connection part of the exterior member.
- the thickness of the main part of the exterior member is larger than the thickness of the terminal connection part of the exterior member.
- the thickness of the main part of the exterior member is larger than the thickness of the terminal connection part of the exterior member. Therefore, in the battery according to the first embodiment, the surface of the terminal connection portion of the exterior member can be located in a recessed position with respect to the main surface of the main portion of the exterior member. It can be stored in a position recessed with respect to the main surface of the main part of the exterior member.
- the terminal that is in a position recessed from the main surface of the main part of the exterior member can increase the area of the exposed part for energization with another battery or electronic device.
- the surface extending in the thickness direction of the main portion among the side surfaces of the main portion of the exterior member has a small area. It is difficult for the terminal provided on the side surface of the main portion of such an exterior member to have a large area in the exposed portion.
- the battery according to the first embodiment can increase the area of the exposed portion of the terminal, and thus can exhibit a lower terminal resistance.
- the terminal can be stored at a position deep with respect to the main part of the exterior member, a member for energization with another battery or battery device connected to the terminal,
- the bus bar can be connected to the terminal without protruding from the main surface of the main portion of the exterior member. Thanks to this, when assembling a battery pack by stacking a plurality of batteries according to the first embodiment, it is possible to prevent the bus bar from interfering with the battery stack.
- the battery according to the first embodiment can be easily assembled into an assembled battery and can exhibit low terminal resistance.
- the main part of the exterior member can include the main surface of the exterior member.
- the main surface of the exterior member may be the surface of the main portion that is not facing the electrode body.
- the terminal connection part of an exterior member can contain the 1st surface and the 2nd surface as the back surface.
- the second surface of the terminal connection portion can face the lead.
- the terminal can include a first end and a second end.
- the first end can be located on the outside of the exterior member, that is, the side to which the first surface of the terminal connection portion faces.
- the second end portion can be located on the inner side of the exterior member, that is, the side to which the second surface of the terminal connection portion faces.
- the terminal that is in a position recessed from the main part of the exterior member is the distance from the first surface of the terminal connection part of the exterior member to the main surface of the first end of the terminal, and the terminal connection part of the exterior member.
- the distance from the first surface to the plane on which the main surface of the main part is located can be made smaller.
- the distance here is a distance in a direction perpendicular to the main surface of the main part of the exterior member.
- the main surface of the first end portion of the terminal can be located between the plane on which the main surface of the main portion of the exterior member is located and the first surface of the terminal connection portion.
- the first surface of the terminal connection portion of the exterior member can be inclined with respect to the main surface of the exterior member.
- the first surface can have a larger area than when it is not inclined. Therefore, in such a battery, the exposed portion of the terminal can be further increased, and as a result, a lower terminal resistance can be exhibited.
- the thickness of the main part of the exterior member is the distance from the reference surface of the battery to the main surface of the exterior member.
- the thickness of the terminal connection portion of the exterior member is from the reference surface of the battery to the first surface of the terminal connection portion. Distance.
- the 1st surface of the terminal connection part of an exterior member inclines with respect to the main surface of an exterior member, the thickness of the terminal connection part of an exterior member is the 1st of a terminal connection part from the reference plane of a battery.
- the reference surface of the battery can be, for example, the bottom surface of the battery.
- the battery according to the first embodiment may further include a gasket.
- the gasket may be disposed between the terminal connection portion of the exterior member and the terminal.
- the gasket can provide airtightness and insulation between the terminal and the exterior member.
- the battery according to the first embodiment can include members other than those described above.
- the battery according to the first embodiment can further include an insulating member for ensuring electrical insulation between the members, as necessary.
- the battery according to the first embodiment may be a primary battery or a secondary battery.
- An example of the battery according to the first embodiment is a non-aqueous electrolyte battery.
- Exterior member may be a single member or may be composed of two or more members.
- the exterior member can have a space for accommodating the electrode body and the lead.
- the space for storing the electrode body and the lead can be provided, for example, by performing shallow drawing on the exterior member to form a recess. Alternatively, shallow drawing is performed on the exterior member to form two recesses, and then the exterior member is bent so that the recesses face each other so that a larger space is formed by combining the spaces of the recesses. Also, the space for accommodating the electrode body and the lead can be provided.
- the exterior member has a liquid injection port for injecting an electrolyte, for example, a non-aqueous electrolyte, and the battery when the internal pressure of the battery rises above a specified value.
- a safety valve or the like that can release the internal pressure can be further provided.
- the exterior member is preferably formed of a material having corrosion resistance.
- the exterior member can be formed of, for example, a laminate of a metal, alloy, or resin layer and a metal layer and / or alloy layer.
- metals and alloys that can form the exterior member include, for example, aluminum, aluminum alloys, and stainless steel.
- the aluminum alloy is preferably an alloy containing elements such as magnesium, zinc, and silicon.
- the alloy contains a transition metal such as iron, copper, nickel, or chromium, the content is preferably 1% by mass or less.
- a resin layer formed of a thermoplastic resin such as polypropylene (PP) or polyethylene (PE) can be used as the resin layer constituting the laminate.
- Electrode body can include a positive electrode and a negative electrode.
- the positive electrode can include, for example, a positive electrode current collector, a positive electrode material layer formed thereon, and a positive electrode current collector tab.
- the positive electrode current collector tab may be, for example, a portion of the positive electrode current collector that does not carry the positive electrode material layer on the surface. Alternatively, the positive electrode current collector tab may be separate from the positive electrode current collector.
- the positive electrode material layer can include, for example, a positive electrode active material, a conductive agent, and a binder.
- the negative electrode can include, for example, a negative electrode current collector, a negative electrode material layer formed thereon, and a negative electrode current collector tab.
- the negative electrode current collector tab can be, for example, a portion of the negative electrode current collector that does not carry the negative electrode material layer on the surface. Alternatively, the negative electrode current collector tab may be separate from the negative electrode current collector.
- the negative electrode material layer can include, for example, a negative electrode active material, a conductive agent, and a binder. The positive electrode material layer and the negative electrode material layer may be disposed to face each other.
- the electrode body may further include a separator disposed between the positive electrode material layer and the negative electrode material layer facing each other.
- the structure of the electrode body is not particularly limited.
- the electrode body can have a stack structure.
- the stack structure has a structure in which the positive electrode and the negative electrode described above are stacked with a separator interposed therebetween.
- the electrode group may have a wound structure.
- the wound structure is a structure in which the positive electrode and the negative electrode described above are stacked with a separator interposed therebetween, and the stacked body thus obtained is wound in a spiral shape.
- the battery according to the first embodiment can include two leads, for example, one lead can be electrically connected to the positive electrode of the electrode body, particularly the positive electrode current collector, and the other The lead can be electrically connected to the negative electrode of the electrode body, particularly to the negative electrode current collector.
- An insulating member can be arranged on the surface of the lead for the purpose of insulating the lead from other members.
- the lead material for example, an aluminum material or an aluminum alloy material can be used.
- the material of the lead is preferably the same as the material of the positive electrode current collector or the negative electrode current collector that can be electrically connected to the lead. The materials of the positive electrode current collector and the negative electrode current collector will be described later.
- Terminal is electrically connected to the lead.
- the battery according to the first embodiment can include two terminals.
- one terminal is a positive terminal that can be connected to a lead that can be electrically connected to the positive electrode of the electrode body.
- the other terminal is a negative electrode terminal that can be connected to a lead that can be electrically connected to the negative electrode of the electrode body.
- the form of connection between the terminal and the lead is not particularly limited.
- the terminal and the lead can be connected by further providing a through hole in the terminal and further providing a protrusion on the lead and fitting the protrusion of the lead into the through hole of the terminal.
- the terminal and the lead may be fixed by caulking, or may be laser-welded.
- the same material as that of the lead can be used.
- Gasket Materials that can form the gasket include, for example, fluororesin, fluororubber, polyphenylene sulfide resin (PPS resin), polyether ether ketone resin (PEEK resin), polypropylene resin (PP resin), and poly Examples thereof include resins such as butylene terephthalate resin (PBT resin).
- PPS resin polyphenylene sulfide resin
- PEEK resin polyether ether ketone resin
- PP resin polypropylene resin
- PBT resin butylene terephthalate resin
- Insulating member material examples include tetrafluoroethylene / perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA), polypropylene (PP), polyethylene (PE), nylon, polybutylene terephthalate (PBT), and polyethylene.
- Thermoplastic resins such as terephthalate (PET), polytetrafluoroethylene (PTFE), polyphenylene sulfide (PPS), and polyether ether ketone (PEEK) can be used.
- the battery according to the first embodiment may further include a holding member that bundles the positive electrode current collecting tab and a holding member that bundles the negative electrode current collecting tab.
- the clamping member can be formed of, for example, the same material as the bundled positive electrode current collector tab or negative electrode current collector tab, for example, the positive electrode current collector or the negative electrode current collector.
- an oxide or sulfide can be used, for example.
- oxides and sulfides include manganese dioxide (MnO 2 ) that occludes lithium, iron oxide, copper oxide, nickel oxide, lithium manganese composite oxide (eg, Li x Mn 2 O 4 or Li x MnO 2 ), Lithium nickel composite oxide (for example, Li x NiO 2 ), lithium cobalt composite oxide (for example, Li x CoO 2 ), lithium nickel cobalt composite oxide (for example, LiNi 1-y Co y O 2 ), lithium manganese cobalt composite oxide (e.g.
- Li x Mn y Co 1-y O 2 lithium manganese nickel complex oxide having a spinel structure (e.g., Li x Mn 2-y Ni y O 4), lithium phosphates having an olivine structure (e.g., Li x FePO 4, Li x Fe 1- y Mn y PO 4, Li x CoPO 4), iron sulfate (Fe 2 (SO 4) 3 ), vanadium oxide (e.g. Examples thereof include V 2 O 5 ) and lithium nickel cobalt manganese composite oxide.
- these compounds may be used alone, or a plurality of compounds may be used in combination.
- the binder is blended to bind the active material and the current collector.
- the binder include polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinylidene fluoride (PVdF), and fluorine-based rubber.
- the conductive agent is blended as necessary in order to enhance the current collecting performance and suppress the contact resistance between the active material and the current collector.
- Examples of the conductive agent include carbonaceous materials such as acetylene black, carbon black, and graphite.
- the positive electrode active material and the binder are preferably blended at a ratio of 80% by mass to 98% by mass and 2% by mass to 20% by mass, respectively.
- a sufficient electrode strength can be obtained by setting the binder to an amount of 2% by mass or more. Moreover, the content of the insulating material of an electrode can be reduced by setting it as 20 mass% or less, and internal resistance can be reduced.
- the positive electrode active material, the binder, and the conductive agent are in a proportion of 77% by mass to 95% by mass, 2% by mass to 20% by mass, and 3% by mass to 15% by mass, respectively. It is preferable to mix.
- the conductive agent can exhibit the above-described effects by adjusting the amount to 3% by mass or more. Moreover, by setting it as 15 mass% or less, decomposition
- the positive electrode current collector is preferably an aluminum foil or an aluminum alloy foil containing at least one element selected from Mg, Ti, Zn, Ni, Cr, Mn, Fe, Cu and Si.
- the positive electrode current collector is preferably integral with the positive electrode current collecting tab. However, the positive electrode current collector may be separate from the positive electrode current collector tab.
- Negative electrode for example, a metal oxide, a metal nitride, an alloy, carbon, or the like capable of occluding and releasing lithium ions can be used. It is preferable to use as the negative electrode active material a material capable of occluding and releasing lithium ions at a potential of 0.4 V or higher (vs. Li / Li + ).
- the conductive agent is blended in order to enhance the current collecting performance and suppress the contact resistance between the negative electrode active material and the current collector.
- Examples of the conductive agent include carbonaceous materials such as acetylene black, carbon black, and graphite.
- the binder is blended to fill a gap between the dispersed negative electrode active materials and to bind the negative electrode active material and the current collector.
- the binder include polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinylidene fluoride (PVdF), fluorine-based rubber, and styrene butadiene rubber.
- the active material, the conductive agent, and the binder in the negative electrode material layer may be blended in a proportion of 68% by mass to 96% by mass, 2% by mass to 30% by mass, and 2% by mass to 30% by mass, respectively. preferable.
- the amount of the conductive agent By setting the amount of the conductive agent to 2% by mass or more, the current collecting performance of the negative electrode layer can be improved. Further, by setting the amount of the binder to 2% by mass or more, the binding property between the negative electrode material layer and the current collector is sufficient, and excellent cycle characteristics can be expected.
- the conductive agent and the binder are each preferably 28% by mass or less in order to increase the capacity.
- the current collector a material that is electrochemically stable at the lithium insertion / release potential of the negative electrode active material is used.
- the current collector is preferably made of copper, nickel, stainless steel or aluminum or an aluminum alloy containing at least one element selected from Mg, Ti, Zn, Mn, Fe, Cu and Si.
- the thickness of the current collector is preferably in the range of 5 to 20 ⁇ m. A current collector having such a thickness can balance the strength and weight reduction of the negative electrode.
- the negative electrode current collector is preferably integral with the negative electrode current collecting tab.
- the negative electrode current collector may be separate from the negative electrode current collector tab.
- the negative electrode is prepared by, for example, suspending a negative electrode active material, a binder and a conductive agent in a commonly used solvent to prepare a slurry.
- the slurry is applied to a current collector, dried, a negative electrode layer is formed, and then pressed. It is produced by giving.
- the negative electrode may also be produced by forming a negative electrode active material, a binder, and a conductive agent into a pellet to form a negative electrode layer, which is disposed on a current collector.
- the separator may be formed of, for example, a porous film containing polyethylene, polypropylene, cellulose, or polyvinylidene fluoride (PVdF), or a synthetic resin nonwoven fabric.
- a porous film formed from polyethylene or a polypropylene can melt
- security can be improved.
- Electrolytic Solution for example, a nonaqueous electrolyte can be used.
- the non-aqueous electrolyte may be, for example, a liquid non-aqueous electrolyte prepared by dissolving an electrolyte in an organic solvent, or a gel non-aqueous electrolyte in which a liquid electrolyte and a polymer material are combined.
- the liquid non-aqueous electrolyte is preferably obtained by dissolving the electrolyte in an organic solvent at a concentration of 0.5 mol / L or more and 2.5 mol / L or less.
- Examples of the electrolyte dissolved in the organic solvent include lithium perchlorate (LiClO 4 ), lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ), lithium tetrafluoroborate (LiBF 4 ), and lithium arsenic hexafluoride (LiAsF 6). ), Lithium trifluoromethanesulfonate (LiCF 3 SO 3 ), and lithium salts such as lithium bistrifluoromethylsulfonylimide [LiN (CF 3 SO 2 ) 2 ], and mixtures thereof.
- the electrolyte is preferably one that is difficult to oxidize even at a high potential, and LiPF 6 is most preferred.
- organic solvents examples include propylene carbonate (PC), ethylene carbonate (EC), cyclic carbonates such as vinylene carbonate; diethyl carbonate (DEC), dimethyl carbonate (DMC), chain like methyl ethyl carbonate (MEC) Carbonates; cyclic ethers such as tetrahydrofuran (THF), 2-methyltetrahydrofuran (2MeTHF), dioxolane (DOX); chain ethers such as dimethoxyethane (DME) and diethoxyethane (DEE); ⁇ -butyrolactone (GBL), Acetonitrile (AN) and sulfolane (SL) are included. These organic solvents can be used alone or as a mixed solvent.
- polymer material examples include polyvinylidene fluoride (PVdF), polyacrylonitrile (PAN), and polyethylene oxide (PEO).
- PVdF polyvinylidene fluoride
- PAN polyacrylonitrile
- PEO polyethylene oxide
- the non-aqueous electrolyte may be a room temperature molten salt (ionic melt) containing lithium ions, a polymer solid electrolyte, an inorganic solid electrolyte, or the like.
- Room temperature molten salt refers to a compound that can exist as a liquid at room temperature (15 to 25 ° C.) among organic salts composed of a combination of organic cations and anions.
- the room temperature molten salt includes a room temperature molten salt that exists alone as a liquid, a room temperature molten salt that becomes liquid when mixed with an electrolyte, and a room temperature molten salt that becomes liquid when dissolved in an organic solvent.
- the melting point of a room temperature molten salt used for a nonaqueous electrolyte battery is 25 ° C. or less.
- the organic cation generally has a quaternary ammonium skeleton.
- FIG. 1 is a schematic perspective view of a battery of a first example according to the first embodiment.
- FIG. 2 is a side view of the battery of FIG. 1 viewed from the viewpoint II.
- FIG. 3 is an enlarged view of part III of the battery of FIG.
- the battery 100 shown in FIGS. 1 to 3 includes the exterior member 3 shown in FIGS.
- the exterior member 3 includes a main part 33 and two terminal connection parts 34 adjacent to the main part 33.
- the main portion 33 of the exterior member 3 has a main surface 33A having the largest area facing outward.
- the main surface 33A of the main portion 33 of the exterior member 3 has a substantially rectangular shape having a pair of long sides and a pair of short sides.
- the main portion 33 of the exterior member 3 further includes two side surfaces 33B extending from each of the two short sides of the main surface 33A and facing outward.
- Each of the terminal connection portions 34 of the exterior member 3 extends from each of the two side surfaces 33B of the main portion 33 of the exterior member 3.
- the terminal connecting portion 34 of the exterior member 3 includes a first surface 34A facing outward and a second surface 34B facing inward as its back surface.
- the main surface 33A of the main portion 33 and the first surface 34A of the terminal connection portion are substantially parallel.
- the exterior member 3 includes a bottom surface 3B shown in FIGS.
- a bottom surface 3 ⁇ / b> B of the exterior member 3 is a reference surface of the battery 100.
- the distance from the bottom surface 3B, which is the reference surface, to the main surface 33A of the main portion 33 of the exterior member 3, that is, the thickness T 33 of the main portion 33 is the terminal connection portion of the exterior member 3 from the bottom surface 3B.
- 34 is larger than the distance to the first surface 34A, that is, the thickness T 34 of the terminal connection portion 34. That is, as shown in FIG. 2, in the battery 100, the main portion 33 of the exterior member 3 and the two terminal connection portions 34 adjacent thereto form a step.
- FIG. 3 shows the electrode body 1 accommodated in the main portion 33 of the exterior member 3 and the lead 2 accommodated in the terminal connection portion 34 by broken lines. That is, as shown in FIG. 3, the battery 100 includes the electrode body 1 accommodated in the main portion 33 of the exterior member 3 and the lead 2 accommodated in the terminal connection portion 34.
- the electrode body 1 includes a clamping part 11.
- the clamping unit 11 will be described in detail later.
- the lead 2 includes an electrode connection portion 21 and a terminal connection portion 22.
- the terminal connection portion 22 of the lead 2 faces the second surface 34B of the terminal connection portion 34 of the exterior member 3.
- the clamping part 11 and the electrode connection part 21 of the electrode body 1 are electrically connected by welding, for example.
- the battery 100 includes two terminals 5 shown in FIGS. In FIG. 3, the part located in the exterior member 3 among the terminals 5 is shown with the broken line.
- the terminal 5 includes a first end 51 and a second end 54 as shown in FIG.
- the terminal 5 is installed in the terminal connection portion 34 of the exterior member 3 with the gasket 4 interposed therebetween.
- the first end 51 of the terminal 5 is located outside the exterior member 3.
- the second end portion 54 of the terminal 5 is located inside the exterior member 3.
- the terminal 5 is electrically connected to the terminal connection portion 22 of the lead 2.
- the thickness T 33 of the main portion 33 of the exterior member 3 is larger than the thickness T 34 of the terminal connection portion 34 of the exterior member 3. Therefore, the first end portion 51 of the terminal 5 installed in the terminal connection portion 34 of the exterior member 3 is deeper than the main surface 33A of the main portion 33 of the exterior member 3 as shown in FIGS. It is located. That is, the distance from the first surface 34A of the terminal connection portion 34 of the exterior member 3 to the main surface 51A of the first end portion 51 of the terminal 5 is the first surface 34A of the terminal connection portion 34 of the exterior member 3. To a plane on which the main surface 33A of the main portion 33 of the exterior member 3 is located. The distance here is a distance in a direction perpendicular to the main surface 33 ⁇ / b> A of the main portion 33 of the exterior member 3.
- the battery 100 of the first example 1 can include a space 100S above the first end portions 51 of the two terminals 5, as shown in FIG.
- the space 100 ⁇ / b> S is defined by a plane on which the main surface 33 ⁇ / b> A of the main portion 33 of the exterior member 3 is located and the main surface 51 ⁇ / b> A of the first end portion 51 of the terminal 5.
- a member for energizing other batteries or electronic devices for example, a bus bar in the space 100S, the bus bar does not protrude from the plane where the main surface 33A of the main portion 33 of the exterior member 3 is located. Can be connected to the terminal 5.
- the assembled battery when assembling the assembled battery by stacking a plurality of the batteries 100 of the first example, it is possible to prevent the bus bar from interfering with the stack of the batteries 100. That is, the assembled battery can be easily manufactured by using the battery 100 of the first example.
- the first surface 34A of the terminal connection portion 34 of the exterior member 3 can have a larger area than the side surface 33B of the main portion 33 of the exterior member 3, for example. Therefore, the terminal connection portion 34 of the exterior member 3 can increase the area of the exposed portion of the terminal 5, that is, the main surface 51 ⁇ / b> A of the first end portion 51 of the terminal 5. Thereby, the battery 100 of the first example can exhibit a lower terminal resistance than the case where the exposed portion of the terminal is provided on the side surface 33B of the main portion 33 of the exterior member 3.
- FIG. 4 is a partially exploded perspective view of the battery shown in FIGS.
- FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of the battery shown in FIGS. 1 to 3 along the line V-V ′ shown in FIG.
- FIG. 6 is an enlarged view of a portion VI in FIG.
- the exterior member 3 included in the battery 100 of the first example includes an exterior body 31 and a sealing plate 32, as shown in FIG.
- the bottom surface 3B of the sealing plate 32 is the bottom surface 3B of the exterior member 3 described above.
- the exterior body 31 includes a peripheral portion 35 in addition to the main portion 33 and the two terminal connection portions 34 of the exterior member 3 described above.
- the peripheral portion 35 forms an edge of the exterior body 31 and has a main surface 35A.
- the main surface 35 ⁇ / b> A of the peripheral edge 35 faces the same direction as the main surface 33 ⁇ / b> A of the main portion 33 and the first surface 34 ⁇ / b> A of the terminal connection portion 34.
- the terminal connecting portion 34 includes a rising portion 37 including a tip 37A protruding from the second surface 34B.
- the tip 37A is positioned inside the exterior member 3 as shown in FIGS.
- the terminal connection portion 34 further includes a through hole 36 that penetrates the terminal connection portion 34 from the first surface 34 ⁇ / b> A to the tip 37 ⁇ / b> A of the rising portion 37.
- the through hole 36 includes a tapered portion 36 ⁇ / b> R whose diameter decreases as it approaches the tip 37 ⁇ / b> A of the rising portion 37.
- the electrode body 1 accommodated in the main portion 33 of the exterior member 3 includes an electrode group (not shown).
- the electrode group includes one strip-like positive electrode, one strip-like negative electrode, and two separators.
- the positive electrode includes a positive electrode current collector and a positive electrode material layer formed on both surfaces of the positive electrode current collector.
- the positive electrode current collector includes a positive electrode current collector tab that does not carry the positive electrode material layer.
- the positive electrode current collecting tab extends substantially parallel to the direction in which the positive electrode extends as a strip shape.
- the negative electrode includes a negative electrode current collector and a negative electrode material layer formed on both surfaces of the negative electrode current collector.
- the negative electrode current collector includes a negative electrode current collector tab that does not carry the negative electrode material layer.
- the negative electrode current collecting tab extends substantially parallel to the direction in which the negative electrode extends as a band shape.
- the positive electrode, the negative electrode, and the separator are laminated so that the positive electrode material layer and the negative electrode material layer face each other with a separator interposed therebetween, and the negative electrode is sandwiched between two separators. This lamination is performed so that the positive electrode current collecting tab and the negative electrode current collecting tab protrude in opposite directions.
- the laminated body thus obtained is wound with the negative electrode on the inside, whereby an electrode group is formed.
- the positive electrode current collecting tab protruding from the electrode group is sandwiched by the sandwiching portion 11 shown in FIG.
- the negative electrode current collecting tab protruding from the electrode group is sandwiched by a sandwiching section similar to the sandwiching section 11.
- the other part of the electrode group is covered with an insulating tape 12 shown in FIG.
- the lead 2 accommodated in the terminal connection portion 34 of the exterior member 3 includes an electrode connection portion 21 and a terminal connection portion 22 integrated therewith.
- the terminal connection portion 22 is provided with a through hole 23.
- the terminal connection portion 22 of the lead 2 faces the second surface 34B of the terminal connection portion 34 of the exterior member 3.
- the electrode connecting portion 21 of the lead 2 is electrically connected to the sandwiching portion 11 of the electrode body 1.
- the gasket 4 includes a flange portion 41 having a main surface 41A and a shaft portion 42 extending from the flange portion 41, as shown in FIGS.
- the shaft portion 42 is a main portion of the gasket 4 and includes a tip 42A.
- the gasket 4 includes a through hole 43 that penetrates from the main surface 41 ⁇ / b> A of the flange portion 41 to the tip 42 ⁇ / b> A of the shaft portion 42.
- the flange portion 41 of the gasket 4 is placed on the first surface 34A of the terminal connection portion 34 of the exterior member 3, as shown in FIGS.
- the shaft portion 42 of the gasket 4 is inserted into the through hole 36 of the terminal connection portion 34 of the exterior member 3.
- the portion of the through hole 43 of the gasket 4 corresponding to the tapered portion 36 ⁇ / b> R of the through hole 36 of the terminal connection portion 34 of the exterior member 3.
- the surface reflects the inclination of the tapered portion 36R.
- the terminal 5 includes a flange portion 51 as a first end portion and a caulking portion 54 as a second end portion.
- the terminal 5 further includes a main portion 52 between the flange portion 51 and the caulking portion 54.
- the main portion 52 extends in the axial direction X from the flange portion 51 toward the caulking portion 54.
- the main portion 52 includes a reduced diameter portion 53. The diameter of the reduced diameter portion 53 decreases as it approaches the caulking portion 54.
- the main part 52 of the terminal 5 is inserted into the through hole 43 of the gasket 4 as shown in FIGS. Thereby, a part of the shaft portion 42 of the gasket 4 is sandwiched between the tapered portion 36 ⁇ / b> R of the exterior member 3 and the reduced diameter portion 53 of the terminal 5.
- the battery 100 further includes a restraining ring 6 and an insulating member 7 shown in FIGS.
- the restraining ring 6 has a rising portion 37 of the exterior member 3 inserted in the ring. Thereby, the restraining ring 6 is located around the rising portion 37.
- the insulating member is a plate-like member having a through hole 71 as shown in FIG.
- the leading end 37A of the rising portion 37 of the terminal connecting portion 34 of the exterior member 3 and the leading end 42A of the shaft portion 42 of the gasket 4 are connected to the terminal of the lead 2 via the plate-like insulating member 7 as shown in FIGS. Opposing to the connecting portion 22.
- the through hole 43 of the gasket 4, the through hole 71 of the insulating member 7, and the through hole 23 of the lead 2 form a through hole that communicates with each other.
- the main portion 52 of the terminal 5 is inserted into a through hole formed by the through hole 43 of the gasket 4, the through hole 71 of the insulating member 7, and the through hole 23 of the lead 2.
- a portion 54 of the terminal 5 that has passed through the through hole 71 of the insulating member 7 is caulked and fixed to the insulating member 7. Thereby, a caulking portion 54 is formed.
- the inclination angle ⁇ 2 of the tapered portion 36R of the exterior member 3 with respect to the axial direction X of the main portion 52 of the terminal 5 is equal to the terminal 5 with respect to the axial direction X of the main portion 52 of the terminal 5. This is larger than the inclination angle ⁇ 1 of the reduced diameter portion 53. Further, the rising portion 37 of the terminal connection portion 34 of the exterior member 3 is restrained by the restraining ring 6 around the periphery.
- the reduced diameter portion 53 of the terminal 5 A portion larger than the diameter of the through hole 43 of the gasket 4 reflecting the inclination angle ⁇ 2 can be included.
- a portion 422 having a diameter smaller than the diameter of the reduced diameter portion 53 of the terminal 5 in the shaft portion 42 of the gasket 4 is located near the tip 37 ⁇ / b > A of the rising portion 37.
- the portion 42 2 is compressed significantly by the insertion of the main portion 52 of the pin 5.
- the portion 42 1 located near the edge 38 of the through hole 36 of the exterior member 3 has a diameter of the through hole 43 larger than that of the reduced diameter portion 53 of the terminal 5. Because it is large, it is hardly compressed. Therefore, when the terminal 5 is inserted into the through hole 43 of the gasket 4, the thickness T 1 of the first portion 42 1 of the shaft portion 42 of the gasket 4 is greater than that of the first portion 42 1 as shown in FIG . Is larger than the thickness T 2 of the second portion 42 2 close to the tip 37A of the rising portion 37 of the exterior member 3.
- the second portion 42 2 of the shaft portion 42 of the gasket 4 since it is strongly compressed from the reduced diameter portion 53 of the rising portion 37 and the terminal 5 of the outer member 3, the rising portion 37 and reduced the repulsive elastic force of as a reaction Add to diameter 53. Further, since the rising portion 37 is restrained its periphery by constraining ring 6, the repulsive elastic force stemming from the second portion 42 2 of the gasket 4, and stemming from the reduced diameter portion 53 of the terminal 5 The pressure is transmitted to the restraining ring 6 through the rising portion 37. The restraining ring 6 can apply a restraining force as a reaction to these rebound elastic force and pressure to the gasket 4 and the terminal 5 through the rising portion 37.
- the terminal structure shown in FIGS. 4 to 6 can exhibit high sealing performance between the gasket 4 and the terminal 5 and between the gasket 4 and the exterior member 3. Further, since the shaft portion 42 of the gasket 4 is strongly compressed at a portion near the tip 37A of the rising portion 37 of the exterior member 3, the size of the fluid intrusion path to the exterior member 3 and the fluid outflow path from the exterior member 3 is large. Can be minimized.
- the terminal structure shown in FIGS. 4 to 6 when the internal pressure inside the battery rises, the rising portion 37 of the exterior member 3 is deformed so that the diameter of the through hole 36 becomes small. Thus, the terminal 5 can be further tightened.
- the two terminal connection portions 34 sandwich the main portion 33 therebetween.
- one terminal 5 is electrically connected to the terminal connection portion 22 of one lead 2.
- the electrode connecting portion 21 of the lead 2 is electrically connected to one clamping portion 11.
- This clamping part 11 clamps the positive electrode current collection tab of the electrode body 1, and is electrically connected to this. Therefore, one terminal 5 is electrically connected to the positive electrode of the electrode body 1. That is, one terminal 5 is a positive terminal.
- the other terminal 5 is electrically connected to the terminal connection portion 22 of one lead 2.
- the electrode connecting portion 21 of the lead 2 is electrically connected to one clamping portion 11.
- This clamping part 11 clamps the negative electrode current collection tab of the electrode body 1, and is electrically connected to this. Therefore, one terminal 5 is electrically connected to the negative electrode of the electrode body 1. That is, one terminal 5 is a negative terminal.
- the terminal 5 includes a positive electrode terminal and a negative electrode terminal.
- the terminal connection part 34 of the exterior member 3 includes a first terminal connection part and a second terminal connection part.
- the first terminal connection portion and the second terminal connection portion are adjacent to the main portion 33 with the main portion 33 of the exterior member 3 interposed therebetween.
- the positive terminal is provided at the first terminal connection.
- the negative electrode terminal is provided in the second terminal connection portion.
- the first surface 34 ⁇ / b> A of the terminal connection portion 34 of the exterior member 3 is inclined with respect to the main surface 33 ⁇ / b> A of the main portion 33 of the exterior member 3. This is the same as the battery 100 of the first example shown in FIGS.
- the thickness T 33 of the main portion 33 of the exterior member 3 is larger than the thickness T 34 of the terminal connection portion 34 of the exterior member 3. Therefore, in the battery 100 of the second example, as shown in FIG. 7, the upper end portion 4 ⁇ / b> E of the gasket 4 is located at a position where it is recessed from the main surface 33 ⁇ / b> A of the main portion 33 of the exterior member 3. Further, the upper end portion 5 ⁇ / b> E of the terminal 5 is located at a position recessed from the main surface 33 ⁇ / b> A of the main portion 33 of the exterior member 3.
- a connecting member for connecting the terminal 5 located at a position where the upper end portion 5E is recessed from the main surface 33A of the main portion 33 of the exterior member 3 is the main surface 33A of the main portion 33 of the exterior member 3 shown in FIG. It can be accommodated in a space 100 ⁇ / b> S defined by the plane to be positioned and the main surface 51 ⁇ / b> A of the first end 51 of the terminal 5.
- the battery 100 of the second example can be easily assembled as in the case of the battery 100 of the first example.
- the area of the main surface 51A of the first end 51 of the terminal 5 is larger than that of the battery 100 of the first example. Therefore, the battery 100 of the second example can exhibit a lower terminal resistance than the battery 100 of the first example.
- the first surface 34 ⁇ / b> A of the terminal connection portion 34 of the exterior member 3 is inclined with respect to the major surface 33 ⁇ / b> A of the main portion 33 of the exterior member 3.
- the thickness T 34 of the terminal connection portion 34 of the exterior member 3 may be an average distance from the reference surface 3B of the battery 100 to the first surface 34A of the terminal connection portion 34.
- the two terminal connection portions 34 sandwich the main portion 33 therebetween.
- the battery 100 of the second example includes a positive electrode terminal and a negative electrode terminal as the terminals 5 as in the case of the battery 100 of the first example.
- the terminal 5 includes a positive electrode terminal and a negative electrode terminal.
- the terminal connection part 34 of the exterior member 3 includes a first terminal connection part and a second terminal connection part.
- the first terminal connection portion and the second terminal connection portion are adjacent to the main portion 33 with the main portion 33 of the exterior member 3 interposed therebetween.
- the positive terminal is provided at the first terminal connection.
- the negative electrode terminal is provided in the second terminal connection portion.
- the positive electrode terminal and the negative electrode terminal are provided in different terminal connection portions 34, respectively.
- the battery exterior member according to the first embodiment may include a terminal connection portion provided with both a positive electrode terminal and a negative electrode terminal.
- a resin is injected into the battery and the resin is cured.
- the cross section of the battery can be obtained while maintaining the positions of the exterior member, the gasket, the terminal, and the restraining member.
- the inclination angle can be confirmed, for example, from a cross section obtained by cutting the battery in the x direction, the y direction, and the 45 ° direction with respect to the axial direction of the terminal.
- the inclination angle of the taper portion of the exterior member when the taper portion reaches the tip of the rising portion, the inclination angle at the tip of the rising portion is measured.
- the inclination angle of the portion near the tip of the rising portion of the taper portion is measured.
- the inclination angle of the reduced diameter portion of the terminal When measuring the inclination angle of the reduced diameter portion of the terminal, if the tapered portion extends to the tip of the rising portion, the inclination angle of the portion sandwiching a part of the gasket is measured together with the tip of the rising portion. On the other hand, when the tapered portion does not reach the tip of the rising portion, the inclination angle of the portion of the taper portion of the rising portion facing the portion near the tip of the rising portion and sandwiching a part of the gasket is measured. .
- the thickness of the gasket can be confirmed, for example, from a cross section obtained by cutting the battery along the axial direction of the terminal.
- the thickness of the gasket is measured as the thickness in a direction perpendicular to the surface of the through hole at the rising portion where the gasket contacts.
- the thickness of the main part of the exterior member is larger than the thickness of the terminal connection part of the exterior member.
- an assembled battery is provided.
- This assembled battery includes a plurality of batteries according to the first embodiment and a bus bar.
- a terminal of one of the plurality of batteries is electrically connected to a terminal of another one of the plurality of batteries via a bus bar.
- FIG. 8 is a schematic plan view of the assembled battery of the first example according to the second embodiment.
- FIG. 9 is an enlarged view of a portion IX in FIG.
- FIG. 10 is a perspective view of some examples of bus bars that the assembled battery according to the second embodiment can include.
- the assembled battery 200 of the first example shown in FIGS. 8 and 9 includes first to fourth batteries 100A to 100D and first to fifth bus bars 210, 220, 230, 240, and 250. Yes.
- the first to fourth batteries 100A to 100D are the same as the battery 100 of the first example described with reference to FIGS.
- the main surface 33A of the main portion 33 of the exterior member 3 of the first battery 100A is in contact with the main surface 33A of the main portion 33 of the exterior member 3 of the second battery 100B.
- the bottom surface 3B of the exterior member 3 of the second battery 100B is in contact with the bottom surface 3B of the exterior member 3 of the third battery 100C.
- the main surface 33A of the main portion 33 of the exterior member 3 of the third battery 100C is in contact with the main surface 33A of the main portion 33 of the exterior member 3 of the fourth battery 100D.
- the first battery 100A to the fourth battery 100D are stacked in a direction S substantially perpendicular to the bottom surface 3B of each battery.
- the first bus bar 210 has a strip shape extending from the first end 211 to the second end 212 shown in FIG. As shown in FIGS. 8 and 10, the first end 211 of the first bus bar 210 is connected to the terminal 5 installed in the terminal connection portion 34 of the first battery 100 ⁇ / b> A. This connection is made by welding.
- the terminal 5 is a positive electrode terminal of the first battery 100A.
- the second end 212 of the first bus bar 210 includes a connection mechanism 213 to an external terminal.
- the connection mechanism 213 shown in FIG. 10 is a depression. However, the form of the connection mechanism 213 may be another form such as a protrusion or a through hole, and is not particularly limited.
- the connection mechanism 213 can be connected to, for example, a positive electrode input terminal of an electronic device.
- the second bus bar 220 includes two auxiliary bus bars 221 and 222 as shown in FIGS.
- the auxiliary bus bar 221 has a strip shape extending from the first end 221A to the second end 221B.
- the first end 221A of the auxiliary bus bar 221 is connected to the terminal 5 that is the negative terminal of the first battery 100A.
- the auxiliary bus bar 222 has a strip shape extending from the first end 222A to the second end 222B.
- the first end 222A of the auxiliary bus bar 222 is connected to the terminal 5 that is the positive terminal of the second battery 100B.
- the second end portion 221B of the auxiliary bus bar 221 and the second end portion 222B of the auxiliary bus bar 222 are connected to each other by welding to form a welded portion 223 of the second bus bar 220.
- the third bus bar 230 has a U shape as shown in FIG.
- the third bus bar 230 includes a first end 231 and a second end 232.
- the first end 231 of the third bus bar 230 is connected to the terminal 5 that is the negative terminal of the second battery 100B.
- the second end 232 of the third bus bar 230 is connected to the terminal 5 that is the positive terminal of the third battery 100C.
- the fourth bus bar 240 includes two auxiliary bus bars 241 and 242 as shown in FIG.
- the auxiliary bus bar 241 has a strip shape extending from the first end 241A to the second end 241B.
- the first end 241A of the auxiliary bus bar 241 is connected to the terminal 5 that is the negative terminal of the third battery 100C.
- the auxiliary bus bar 242 has a strip shape extending from the first end 242A to the second end 242B.
- the first end 242A of the auxiliary bus bar 242 is connected to the terminal 5 that is the positive terminal of the fourth battery 100D.
- the second end 241B of the auxiliary bus bar 241 and the second end 242B of the auxiliary bus bar 242 are connected to each other by welding to form a welded portion 243 of the second bus bar 240.
- the fifth bus bar 250 has the same structure as the first bus bar 210 shown in FIG. 10A and has a strip shape extending from the first end 251 to the second end 252. . As shown in FIG. 8, the first end 251 of the fifth bus bar 250 is connected to the terminal 5 installed in the terminal connection portion 34 of the fourth battery 100D. This terminal 5 is a negative electrode terminal of the fourth battery 100D.
- the second end 252 of the fifth bus bar 250 includes a connection mechanism (not shown) to an external terminal. The connection mechanism of the fifth bus bar 250 can be connected to, for example, the negative input terminal of the electronic device.
- the insulating member 8 is inserted between the first bus bar 210 and the third bus bar 230. Similarly, the insulating member 8 is also inserted between the third bus bar 230 and the fifth bus bar 250.
- the first to fourth batteries 100A to 100D are connected in series by the second to fourth bus bars 220 to 240 to constitute the assembled battery 200.
- the assembled battery 200 includes a second end 212 of the first bus bar 210 and a second end 252 of the fifth bus bar 250 which are external connection terminals.
- the first and second ends 231 and 232, the first ends 221A and 222A of the auxiliary bus bars 241 and 242 of the fourth bus bar 240, and the first end 251 of the fifth bus bar 250 are
- the first to fourth batteries 100A to 100D are contained in a space 100S (see FIG. 2) generated by the difference in thickness between the main portion 3 of the exterior member 3 and the terminal connection portion 34. Therefore, in the assembled battery 200 of the example shown in FIGS. 8 and 9, the four batteries 100A to 100D can be stacked while suppressing interference from the five bus bars 210 to 250.
- first bus bar 210 shown in FIG. 10A has a strip shape
- first bus bar 210 has a strip shape as shown in FIGS. 10B and 10C. It can also have shapes other than.
- second bus bar 220 to the fifth bus bar 250 can have various shapes.
- each of the batteries 100A to 100D of the first example two terminal connection portions arranged adjacent to the main portion 33 with the main portion 33 of the exterior member 3 interposed therebetween.
- One of 34 is provided with a positive electrode terminal
- the other is provided with a negative electrode terminal. Therefore, in each of the batteries 100A to 100D of the first example, the connection between the positive terminal and the bus bar can be performed without worrying about the interference from the connection between the negative terminal and the bus bar. Similarly, the connection between the negative electrode terminal and the bus bar can be performed without worrying about interference from the connection between the positive electrode terminal and the bus bar. That is, by using the batteries 100A to 100D of the first example, the assembled battery can be configured more easily than using a battery in which the positive electrode terminal and the negative electrode terminal are provided in the same terminal connection portion of the exterior member. .
- the terminals of the batteries 100A to 100D of the first example can be accommodated in the space of the terminal connecting portion 34 facing each other. Therefore, the terminals 5 of the batteries 100A to 100D of the first example are not exposed to the outside. Therefore, the assembled battery 200 of the first example can protect each terminal 5 of the batteries 100A to 100D of the first example from an external impact or the like.
- the thickness d of the second bus bar 220 is set to the main surface of the first end 51 of one terminal 5 of the first battery 100A.
- the distance between 51A and the main surface 51A of the first end 51 of one terminal 5 of the second battery 100B can be made equal.
- Such a connection through the second bus bar 220 is achieved by the relative position between the first battery 100A and the second battery 100B while ensuring the electrical connection therebetween.
- the thickness of the fourth bus bar 240 is set so that the main surface of the first end portion of one terminal 5 of the third battery 100C and the first end portion of one terminal 5 of the fourth battery 100D. It can be made equal to the distance between the main surfaces.
- Such a connection through the fourth bus bar 240 is achieved by the relative position between the third battery 100C and the fourth battery 100D while securing the electrical connection therebetween. Can be maintained.
- the first end 231 and the second end 232 of the U-shaped third bus bar 230 are connected to one terminal connection 34 of the second battery 100B and one terminal of the third battery 100C.
- the portion 34 can be sandwiched.
- Such a third bus bar 230 can maintain a relative position between the second battery 100B and the third battery 100C while ensuring their electrical connection. it can.
- the second bus bar, the third bus bar, and the fourth bus bar are used to shift the position of each battery while ensuring the electrical connection of the first batteries 100A to 100D. Can be prevented. Therefore, in the assembled battery of the first example, it is not necessary to use a further bundling member for preventing the positional deviation of the batteries 100A to 100D. If a further bundling member is used, a load may be applied to each battery. By not using the bundling member, unnecessary load can be prevented from being applied to each battery.
- the assembled battery according to the second embodiment can also use a further binding member in order to prevent displacement of each battery.
- the further binding member is not particularly limited.
- the assembled battery 200 shown in FIG. 8 may further include a binding member that binds the batteries 100A to 100D in the stacking direction S.
- the terminal 5 protruding from the first surface 34A of the terminal connecting portion 34A.
- the first end portion 51 as a positioning guide, positioning of the bus bar or the auxiliary bus bar and the first end portion 51 of the terminal 5 can be facilitated. In particular, positioning can be facilitated by providing a recess corresponding to the first end 51 in the bus bar or the auxiliary bus bar.
- the main surface 33A and the bottom surface 3B of the main portion 33 of the exterior member 3 are replaced with the first surface 34A of the two terminal connection portions 34 and the first end of the terminal 5.
- the main surface 51A of the part 51 can be parallel to the main surface 51A.
- the contact surface between the bus bar or the auxiliary bus bar and the main surface 51A of the first end 51 of the terminal 5 is parallel to the main surface 33A and the bottom surface 3B of the main portion 33 of the exterior member 3. can do. Thanks to this, the batteries 100A to 100D of the first example can more easily perform welding of the terminal 5 and the bus bar or the auxiliary bus bar in a stable state.
- FIG. 11 is an enlarged plan view of a connection portion between the bus bar and the battery in the assembled battery of the second example according to the second embodiment.
- 11 (a), (b), (c), and (d) are assembled using the battery 100 of the second example according to the first embodiment described with reference to FIG. It is the connection location of an example assembled battery.
- 11 (a) and 11 (b) show the second bus bar 220 between the negative terminal 5 of the first battery 100A and the positive terminal 5 of the second battery 100B described with reference to FIGS. Corresponds to the location of the connection used.
- FIG. 11C corresponds to the connection location using the third bus bar 230 between the negative electrode terminal 5 of the second battery 100B and the positive electrode terminal 5 of the third battery 100C described with reference to FIG. ing.
- FIG. 11D corresponds to the connection point between the negative electrode terminal 5 of the fourth battery 100 ⁇ / b> D and the fifth bus bar 250 described with reference to FIG. 8.
- a bus bar block 260 is used instead of the second bus bar 220 shown in FIGS.
- the bus bar block 260 is connected to both the negative terminal 5 of the first battery 100A and the positive terminal 5 of the second battery 100B by welding at the position of the welding point 261.
- the negative electrode terminal 5 of the first battery 100A and the positive electrode terminal 5 of the second battery 100B may be connected using a bus bar 270 bent in an L shape. it can.
- the bus bar 270 includes a first end 271 and a second end 272.
- the bus bar 270 is bent at the position of the bent portion 273.
- the first end 271 of the bus bar 270 is welded to the negative electrode terminal 5 of the first battery 100A.
- the second end 272 of the bus bar 270 is welded to the positive electrode terminal 5 of the second battery 100B.
- connection is performed using a bus bar 280 bent in an L shape instead of the third bus bar 230 shown in FIG.
- Bus bar 280 includes a first end 281 and a second end 282.
- the bus bar 280 is bent at the position of the bent portion 283.
- the first end of the bus bar 280 is welded to the negative electrode terminal 5 of the second battery 100B.
- the second end 282 of the bus bar 280 is welded to the positive electrode terminal 5 of the third battery 100C.
- the fifth bus bar 250 shown in FIG. 8 is bent.
- the bus bar 250 is bent at the position of the bent portion 253.
- each of the batteries 100A to 100D of the second example is arranged so as to be adjacent to the main part 33 with the main part 33 of the exterior member 3 interposed therebetween.
- One of the two terminal connecting portions 34 is provided with a positive electrode terminal, and the other is provided with a negative electrode terminal. Therefore, for the same reason as when the batteries 100A to D of the first example are used, the positive terminal and the negative terminal can be connected to the same terminal connection portion of the exterior member by using the batteries 100A to D of the second example.
- the assembled battery can be configured more easily than the case where the battery provided in is used.
- the bus bar block 100 or the bus bar 270 is connected to the first terminal 5 of one terminal 5 of the first battery 100A.
- the bus bar block 100 or the bus bar 270 is connected to the first terminal 5 of one terminal 5 of the first battery 100A.
- the assembled battery 200 produced in this way can make the ratio of the assembled battery 200 occupied in the motor vehicle or electronic device which mounts this becomes small, for example.
- the assembled battery 200 of the 2nd example comprised from the battery 100 of a 2nd example can connect between batteries via a bus-bar and / or a bus-bar block, after positioning the battery 100. it can. Therefore, by using the battery 100 of the second example, the dimensional design of the assembled battery can be facilitated.
- the assembled battery according to the second embodiment includes the battery according to the first embodiment, it can be easily assembled and can exhibit a low terminal resistance.
- Example 1 In Example 1, the battery unit 100 of Example 1 having the same structure as that of the battery 100 shown in FIGS. 1 to 3 was produced except that the electrode body 1 and the nonaqueous electrolyte were not accommodated.
- the thickness T 33 of the main portion 33 of the exterior member 3 was 12 mm, and the thickness T 34 of the terminal connection portion 34 of the exterior member 3 was 7 mm.
- the main surface 51A of the first end 51 of the two terminals 5 had an area of 120 mm 2 .
- the height of the first end portions 51 (exposed portions) of the two terminals 5 was 0.9 mm.
- Example 2 In Example 2, the battery unit 100 of Example 2 having the same structure as the battery 100 shown in FIG. 7 was produced, except that the electrode body 1 and the nonaqueous electrolyte were not accommodated.
- the thickness T 33 of the main portion 33 of the exterior member 3 was 12 mm, and the thickness T 34 of the terminal connection portion 34 of the exterior member 3 was 6.8 mm.
- the main surface 51A of the first end 51 of the two terminals 5 had an area of 120 mm 2 .
- the height of the portion exposed from the gasket 4 was 0.9 mm.
- the distance from the upper end 4E of the gasket 4 to the main surface 33A of the exterior member 3, that is, the distance at which the gasket 4 is recessed with respect to the main surface 33A of the exterior member 3 was 0.9 mm.
- the distance from the upper end portion 5E of the terminal 5 to the main surface 33A of the exterior member 3 was 1.0 mm.
- Comparative Example 1 a battery unit 100 ′ of Comparative Example 1 having a structure whose side view is shown in FIG. 12 was produced.
- FIG battery unit 100 of Comparative Example 1 ' is shown in 12, except the thickness T 34 of the thickness T 33 and the terminal connecting portion 34 of the main portion 33 in the outer member 3 are the same, the embodiments 1 cell This is the same as the unit 100.
- Comparative Example 2 In Comparative Example 2, a battery unit 100 ′ of Comparative Example 2 having a structure whose side view is shown in FIG. 13 was produced.
- the battery unit 100 ′ of Comparative Example 2 shown in FIG. 13 has the terminal 5 and the gasket 4 installed on the side 33 ⁇ / b> B of the main part 33 of the exterior member 3 in that the exterior member 3 does not include the terminal connection portion 34.
- the battery unit 100 is the same as the battery unit 100 of Example 1.
- the size of the main portion 33 of the exterior member 3 is the same between the battery unit 100 of Example 1 and the battery unit 100 ′ of Comparative Example 1.
- the area of the main surface 51A of the first end portion 51 of the two terminals 5 was 120 mm 2 . That is, in the battery unit 100 ′ of the comparative example 2, the area of the exposed portion of the terminal 5 was smaller than that of the battery unit 100 of the examples 1 and 2.
- the assembled battery 200 of Example 1 having the same structure as the assembled battery 200 shown in FIGS. 8 and 9 was assembled using the four battery units 100 of Example 1.
- the first bus bar 210 and the fifth bus bar 250 plate materials having a thickness of 2 mm, which are obtained by applying Ni plating to pure aluminum, were used.
- the auxiliary bus bars 221 and 222 constituting the second bus bar 220 and the auxiliary bus bars 241 and 242 constituting the fourth bus bar 240 are plate materials having a thickness of 2 mm and made of pure aluminum plated with Ni.
- the third bus bar 230 a U-shaped member which is a plate material having a thickness of 2 mm and in which pure aluminum is plated with Ni is used.
- the assembled battery 200 of Example 1 could be assembled without the bus bars 210 to 250 interfering with the stack of the battery units 100A to 100D.
- the assembled battery 200 of Example 2 was assembled in the same manner as Example 1 except that the battery unit 100 of Example 2 was used.
- the connection with the positive terminal 5 of the unit 100D was made as shown in FIG.
- the connection between the negative electrode terminal 5 of the second battery unit 100B and the positive electrode terminal 5 of the third battery unit 100C was made as shown in FIG.
- the assembled battery 200 of Example 2 could be assembled without the bus bars 210 to 250 interfering with the stack of the battery units 100A to 100D.
- the battery unit 100 of Examples 1 and 2 could be easily made into the assembled battery 200.
- the main portion 33 of the thickness T 33 and the battery unit 100 of Comparative Example 1 is the thickness T 34 is the same of the terminal connecting portion 34 ', because of the interference of the bus bars, can not be assembled battery .
- the battery unit 100 of Examples 1 and 2 was able to increase the area of the exposed portion of the terminal 5 as compared with the battery unit 100 ′ of Comparative Example 2.
- the battery unit 100 of Examples 1 and 2 and the battery unit 100 ′ of Comparative Example 2 have the same size of the main portion 33 of the exterior member 3.
- the larger the exposed area of the terminal the lower the terminal resistance. Therefore, the battery 100 produced by incorporating the electrode body 1 shown in FIG. 4 into each of the battery units 100 of Examples 1 and 2 is a battery produced by incorporating the same electrode body 1 into the battery unit 100 ′ of Comparative Example 1. Lower terminal resistance.
- the thickness of the main portion of the exterior member is larger than the thickness of the terminal connection portion of the exterior member.
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Abstract
1つの実施形態によると、電池が提供される。この電池は、電極体と、リードと、外装部材と、端子とを具備する。外装部材は、主部と、主部に隣り合った端子接続部とを含む。電極体は、外装部材の主部に収容されている。リードは、電極体に電気的に接続されている。また、リードは、外装部材の端子接続部に収容されている。端子は、リードに電気的に接続されている。また、端子は、外装部材の端子接続部に設置されている。外装部材の主部の厚さは、外装部材の端子接続部の厚さよりも大きい。
Description
本発明の実施形態は、電池及び組電池に関する。
薄型ラミネート型の電池では、例えば、2枚のフィルムや板により端子を挟み込み、この端子の一部を露出させている。また、薄い缶型の電池は、例えば、側面から延びて外部に露出した部分を含む端子を具備する。端子の露出部分を介して、他の電池又は電子機器への通電を行うことができる。
電池の許容電流が大きい場合、電池抵抗の観点から、端子の露出部の面積は大きいことが望ましい。
組電池への組み立てが容易であり且つ低い端子抵抗を示すことができる電池を提供することを目的とする。
第1の実施形態によると、電池が提供される。この電池は、電極体と、リードと、外装部材と、端子とを具備する。外装部材は、主部と、主部に隣り合う端子接続部とを含む。電極体は、外装部材の主部に収容されている。リードは、電極体に電気的に接続されている。また、リードは、外装部材の端子接続部に収容されている。端子は、リードに電気的に接続されている。また、端子は、外装部材の端子接続部に設置されている。外装部材の主部の厚さが、外装部材の端子接続部の厚さよりも大きい。
第2の実施形態によると、組電池が提供される。この組電池は、複数個の第1の実施形態に係る電池と、バスバーとを具備する。複数の電池のうちの1つの電池の端子が、複数の電池のうちの他の1つの電池の端子にバスバーを介して電気的に接続されている。
以下に、実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、実施の形態を通して共通の構成には同一の符号を付すものとし、重複する説明は省略する。また、各図は実施の形態の説明とその理解を促すための模式図であり、その形状や寸法、比などは実際の装置と異なる個所があるが、これらは以下の説明と公知の技術とを参酌して、適宜設計変更することができる。
(第1の実施形態)
第1の実施形態によると、電池が提供される。この電池は、電極体と、リードと、外装部材と、端子とを具備する。外装部材は、主部と、主部に隣り合う端子接続部とを含む。電極体は、外装部材の主部に収容されている。リードは、電極体に電気的に接続されている。また、リードは、外装部材の端子接続部に収容されている。端子は、リードに電気的に接続されている。また、端子は、外装部材の端子接続部に設置されている。外装部材の主部の厚さが、外装部材の端子接続部の厚さよりも大きい。
第1の実施形態によると、電池が提供される。この電池は、電極体と、リードと、外装部材と、端子とを具備する。外装部材は、主部と、主部に隣り合う端子接続部とを含む。電極体は、外装部材の主部に収容されている。リードは、電極体に電気的に接続されている。また、リードは、外装部材の端子接続部に収容されている。端子は、リードに電気的に接続されている。また、端子は、外装部材の端子接続部に設置されている。外装部材の主部の厚さが、外装部材の端子接続部の厚さよりも大きい。
第1の実施形態に係る電池は、外装部材の主部の厚さが、外装部材の端子接続部の厚さよりも大きい。そのため、第1の実施形態に係る電池では、外装部材の端子接続部の面が、外装部材の主部の主面に対して、奥まったところに位置することができ、それにより、端子を、外装部材の主部の主面に対して奥まった位置に収めることができる。
電池において、外装部材の主部の主面から奥まった位置に収まった端子は、他の電池又は電子機器との通電のための露出部の面積を大きくすることができる。例えば薄い缶型の電池の場合、外装部材の主部の側面のうち主部の厚さ方向に延びた面は面積が小さい。このような外装部材の主部の側面に設けられた端子は、露出部に大きな面積を有することが困難である。このような電池に比べ、第1の実施形態に係る電池は、端子の露出部の面積を大きくすることができるので、より低い端子抵抗を示すことができる。
また、第1の実施形態に係る電池では、外装部材の主部に対して奥まった位置に端子を収めることができるので、この端子に接続する他の電池又は電池機器との通電用の部材、例えばバスバーを、外装部材の主部の主面からはみ出さずに、端子に接続することができる。そのおかげで、第1の実施形態に係る電池を複数個積層させて組電池を組み立てる際に、電池の積層にバスバーが干渉することを防ぐことができる。
このように、第1の実施形態に係る電池は、組電池への組み立てが容易であり且つ低い端子抵抗を示すことができる。
次に、第1の実施形態に係る電池を、より詳細に説明する。
外装部材の主部は、外装部材の主面を含むことができる。外装部材の主面は、主部の面うち、電極体と向き合っていない方の面であり得る。また、外装部材の端子接続部は、第1の面と、その裏面としての第2の面とを含むことができる。端子接続部の第2の面は、リードと対向することができる。
外装部材の主部は、外装部材の主面を含むことができる。外装部材の主面は、主部の面うち、電極体と向き合っていない方の面であり得る。また、外装部材の端子接続部は、第1の面と、その裏面としての第2の面とを含むことができる。端子接続部の第2の面は、リードと対向することができる。
端子は、第1の端部と、第2の端部とを含むことができる。第1の端部は、外装部材の外側、すなわち端子接続部の第1の面が向いた側に位置することができる。第2の端部は、外装部材の内側、すなわち端子接続部の第2の面が向いた側に位置することができる。
外装部材の主部から奥まった位置に収まった端子は、外装部材の端子接続部の第1の面からの端子の第1の端部の主面までの距離を、外装部材における端子接続部の第1の面から主部の主面が位置する平面までの距離よりも小さくすることができる。ここでの距離は、外装部材の主部の主面に垂直な方向における距離である。言い換えると、端子の第1の端部の主面は、外装部材の主部の主面が位置する平面と、端子接続部の第1の面との間に位置することができる。
また、外装部材の端子接続部の第1の面は、外装部材の主面に対して傾斜することもできる。外装部材の端子接続部の第1の面は、外装部材の主面に対して傾斜する場合、傾斜していない場合よりも大きな面積を有することができる。そのため、このような電池は、端子の露出部を更に大きくでき、その結果、更に低い端子抵抗を示すことができる。
外装部材の主部の厚さは、電池の基準面から外装部材の主面までの距離である。外装部材の端子接続部の第1の面が外装部材の主面と略平行である場合、外装部材の端子接続部の厚さは、電池の基準面から端子接続部の第1の面までの距離である。一方、外装部材の端子接続部の第1の面が外装部材の主面に対して傾斜している場合、外装部材の端子接続部の厚さは、電池の基準面から端子接続部の第1の面までの平均の距離である。電池の基準面は、例えば、電池の底面であり得る。
第1の実施形態に係る電池は、ガスケットを更に具備することができる。ガスケットは、外装部材の端子接続部と端子との間に配置され得る。ガスケットは、端子と外装部材との間に、気密性及び絶縁性を提供することができる。
また、第1の実施形態に係る電池は、上に説明した以外の部材を具備することもできる。例えば、第1の実施形態に係る電池は、必要に応じて、各部材間の電気的絶縁を確保するための絶縁部材を更に具備することができる。
次に、第1の実施形態に係る電池、及び各部材を、より詳細に説明する。
(1)電池
第1の実施形態に係る電池は、一次電池であってもよいし、又は二次電池であってもよい。第1の実施形態に係る電池の一例としては、非水電解質電池が挙げられる。
第1の実施形態に係る電池は、一次電池であってもよいし、又は二次電池であってもよい。第1の実施形態に係る電池の一例としては、非水電解質電池が挙げられる。
(2)外装部材
外装部材は、単一の部材でもよいし、又は2つ以上の部材から構成されていてもよい。
外装部材は、単一の部材でもよいし、又は2つ以上の部材から構成されていてもよい。
外装部材は、電極体及びリードを収納するための空間を有することができる。電極体及びリードを収納するための空間は、例えば、外装部材に対して浅絞り加工を行って凹部を形成することによって設けることができる。或いは、外装部材に対して浅絞り加工を行って2つの凹部を形成し、続いて、この外装部材を折り曲げて、これら凹部を、これら凹部の空間が合わさってより大きな空間が形成するように対向させることによっても、電極体及びリードを収納するための空間を設けることができる。
第1の実施形態に係る電池が非水電解質電池であった場合、外装部材は、電解液、例えば非水電解質を注入するための注液口、電池内圧が規定値以上に上昇した際に電池内部の圧力を開放することができる安全弁などを更に備えることもできる。
外装部材は、耐食性を有する材料で形成されることが好ましい。外装部材は、例えば、金属、合金又は樹脂層と金属層及び/又は合金層との積層体で形成することができる。
外装部材を形成することができる金属及び合金の例としては、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金又はステンレス鋼を挙げることができる。アルミニウム合金は、マグネシウム、亜鉛、ケイ素等の元素を含む合金が好ましい。合金中に鉄、銅、ニッケル、クロム等の遷移金属を含む場合、その含有量は1質量%以下にすることが好ましい。
上記積層体を構成する樹脂層としては、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)等の熱可塑性樹脂で形成したものを用いることができる。
(3)電極体
電極体は、正極及び負極を含むことができる。正極は、例えば、正極集電体と、その上に形成された正極材料層と、正極集電タブとを含むことができる。正極集電タブは、例えば、正極集電体のうち、表面に正極材料層を担持していない部分であり得る。或いは、正極集電タブは、正極集電体と別体であっても良い。正極材料層は、例えば、正極活物質、導電剤、及び結着剤を含むことができる。負極は、例えば、負極集電体と、その上に形成された負極材料層と、負極集電タブとを含むことができる。負極集電タブは、例えば、負極集電体のうち、表面に負極材料層を担持していない部分であり得る。或いは、負極集電タブは、負極集電体と別体であってもよい。負極材料層は、例えば、負極活物質、導電剤、及び結着剤を含むことができる。正極材料層と負極材料層とは、互いに対向して配置され得る。
電極体は、正極及び負極を含むことができる。正極は、例えば、正極集電体と、その上に形成された正極材料層と、正極集電タブとを含むことができる。正極集電タブは、例えば、正極集電体のうち、表面に正極材料層を担持していない部分であり得る。或いは、正極集電タブは、正極集電体と別体であっても良い。正極材料層は、例えば、正極活物質、導電剤、及び結着剤を含むことができる。負極は、例えば、負極集電体と、その上に形成された負極材料層と、負極集電タブとを含むことができる。負極集電タブは、例えば、負極集電体のうち、表面に負極材料層を担持していない部分であり得る。或いは、負極集電タブは、負極集電体と別体であってもよい。負極材料層は、例えば、負極活物質、導電剤、及び結着剤を含むことができる。正極材料層と負極材料層とは、互いに対向して配置され得る。
電極体は、互いに対向する正極材料層と負極材料層との間に配置されたセパレータを更に含むことができる。
電極体の構造は、特に限定されない。例えば、電極体はスタック構造を有することができる。スタック構造は、先に説明した正極及び負極を間にセパレータを挟んで積層した構造を有する。或いは、電極群は捲回構造を有することができる。捲回構造は、先に説明した正極及び負極を間にセパレータを挟んで積層し、かくして得られた積層体を渦巻状に捲回した構造である。
(4)リード
リードは、電極体に電気的に接続されている。特に、第1の実施形態に係る電池は、2つのリードを具備することができ、例えば、一方のリードは電極体の正極、特に正極集電体に電気的に接続することができ、他方のリードは電極体の負極、特に負極集電体に電気的に接続することができる。
リードは、電極体に電気的に接続されている。特に、第1の実施形態に係る電池は、2つのリードを具備することができ、例えば、一方のリードは電極体の正極、特に正極集電体に電気的に接続することができ、他方のリードは電極体の負極、特に負極集電体に電気的に接続することができる。
リードの表面には、リードと他の部材との絶縁をとることを目的として、絶縁部材を配することができる。
リードの材料としては、例えば、アルミニウム材又はアルミニウム合金材を用いることができる。接触抵抗を低減するために、リードの材料は、リードに電気的に接続し得る正極集電体又は負極集電体の材料と同じであることが好ましい。正極集電体及び負極集電体の材料については、後述する。
(5)端子
端子はリードに電気的に接続されている。特に、第1の実施形態に係る電池は、2つの端子を具備することができる。例えば、一方の端子は、電極体の正極に電気的に接続され得るリードに接続することができる正極端子である。他方の端子は、電極体の負極に電気的に接続され得るリードに接続することができる負極端子である。
端子はリードに電気的に接続されている。特に、第1の実施形態に係る電池は、2つの端子を具備することができる。例えば、一方の端子は、電極体の正極に電気的に接続され得るリードに接続することができる正極端子である。他方の端子は、電極体の負極に電気的に接続され得るリードに接続することができる負極端子である。
第1の実施形態に係る電池において、端子とリードとの間の接続の形態は、特に限定されない。
例えば、リードに貫通孔を更に設け、この貫通孔に端子を嵌め込むことによって、端子とリードとを接続することができる。
或いは、端子に貫通孔を更に設けると共にリードに突起部を更に設け、このリードの突起部を端子の貫通孔に嵌め込むことによっても、端子とリードとを接続することができる。
また、端子とリードとは、かしめ固定されていてもよいし、又はレーザー溶接されていてもよい。
例えば、リードに貫通孔を更に設け、この貫通孔に端子を嵌め込むことによって、端子とリードとを接続することができる。
或いは、端子に貫通孔を更に設けると共にリードに突起部を更に設け、このリードの突起部を端子の貫通孔に嵌め込むことによっても、端子とリードとを接続することができる。
また、端子とリードとは、かしめ固定されていてもよいし、又はレーザー溶接されていてもよい。
端子の材料としては、例えば、リードと同じ材料を用いることができる。
(6)ガスケット
ガスケットを形成することができる材料としては、例えば、フッ素樹脂、フッ素ゴム、ポリフェニレンサルファイド樹脂(PPS樹脂)、ポリエーテルエーテルケトン樹脂(PEEK樹脂)、ポリプロピレン樹脂(PP樹脂)、及びポリブチレンテレフタレート樹脂(PBT樹脂)などの樹脂が挙げられる。
ガスケットを形成することができる材料としては、例えば、フッ素樹脂、フッ素ゴム、ポリフェニレンサルファイド樹脂(PPS樹脂)、ポリエーテルエーテルケトン樹脂(PEEK樹脂)、ポリプロピレン樹脂(PP樹脂)、及びポリブチレンテレフタレート樹脂(PBT樹脂)などの樹脂が挙げられる。
(7)絶縁部材
絶縁部材の材料としては、例えば、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)、ナイロン、ポリブチレンテレフタラート(PBT)、ポリエチレンテレフタラート(PET)、ポリテトラフロロエチレン(PTFE)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)等の熱可塑性樹脂を用いることができる。
絶縁部材の材料としては、例えば、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)、ナイロン、ポリブチレンテレフタラート(PBT)、ポリエチレンテレフタラート(PET)、ポリテトラフロロエチレン(PTFE)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)等の熱可塑性樹脂を用いることができる。
(8)挟持部材
第1の実施形態に係る電池は、正極集電タブを束ねる挟持部材、及び負極集電タブを束ねる挟持部材を更に具備することもできる。
第1の実施形態に係る電池は、正極集電タブを束ねる挟持部材、及び負極集電タブを束ねる挟持部材を更に具備することもできる。
挟持部材は、例えば、束ねる正極集電タブ又は負極集電タブ、例えば正極集電体又は負極集電体と同じ材料で形成することができる。
以下、第1の実施形態に係る電池の一例である非水電解質電池において用いることのできる正極、負極、セパレータ及び電解液の材料の例について詳細に説明する。
1)正極
正極活物質としては、例えば、酸化物又は硫化物を用いることができる。酸化物及び硫化物の例には、リチウムを吸蔵する二酸化マンガン(MnO2)、酸化鉄、酸化銅、酸化ニッケル、リチウムマンガン複合酸化物(例えばLixMn2O4またはLixMnO2)、リチウムニッケル複合酸化物(例えばLixNiO2)、リチウムコバルト複合酸化物(例えばLixCoO2)、リチウムニッケルコバルト複合酸化物(例えばLiNi1-yCoyO2)、リチウムマンガンコバルト複合酸化物(例えばLixMnyCo1-yO2)、スピネル構造を有するリチウムマンガンニッケル複合酸化物(例えばLixMn2-yNiyO4)、オリビン構造を有するリチウムリン酸化物(例えばLixFePO4、LixFe1-yMnyPO4、LixCoPO4)、硫酸鉄(Fe2(SO4)3)、バナジウム酸化物(例えばV2O5)及び、リチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物が挙げられる。上記の式において、0<x≦1であり、0<y≦1である。活物質として、これらの化合物を単独で用いてもよく、或いは、複数の化合物を組合せて用いてもよい。
正極活物質としては、例えば、酸化物又は硫化物を用いることができる。酸化物及び硫化物の例には、リチウムを吸蔵する二酸化マンガン(MnO2)、酸化鉄、酸化銅、酸化ニッケル、リチウムマンガン複合酸化物(例えばLixMn2O4またはLixMnO2)、リチウムニッケル複合酸化物(例えばLixNiO2)、リチウムコバルト複合酸化物(例えばLixCoO2)、リチウムニッケルコバルト複合酸化物(例えばLiNi1-yCoyO2)、リチウムマンガンコバルト複合酸化物(例えばLixMnyCo1-yO2)、スピネル構造を有するリチウムマンガンニッケル複合酸化物(例えばLixMn2-yNiyO4)、オリビン構造を有するリチウムリン酸化物(例えばLixFePO4、LixFe1-yMnyPO4、LixCoPO4)、硫酸鉄(Fe2(SO4)3)、バナジウム酸化物(例えばV2O5)及び、リチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物が挙げられる。上記の式において、0<x≦1であり、0<y≦1である。活物質として、これらの化合物を単独で用いてもよく、或いは、複数の化合物を組合せて用いてもよい。
結着剤は、活物質と集電体を結着させるために配合される。結着剤の例としては、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)、フッ素系ゴムが挙げられる。
導電剤は、集電性能を高め、且つ、活物質と集電体との接触抵抗を抑えるために必要に応じて配合される。導電剤の例としては、アセチレンブラック、カーボンブラック及び黒鉛のような炭素質物が挙げられる。
正極材料層において、正極活物質及び結着剤はそれぞれ80質量%以上98質量%以下、2質量%以上20質量%以下の割合で配合することが好ましい。
結着剤は、2質量%以上の量にすることにより十分な電極強度を得ることができる。また、20質量%以下にすることにより電極の絶縁材の配合量を減少させ、内部抵抗を減少できる。
導電剤を加える場合には、正極活物質、結着剤及び導電剤はそれぞれ77質量%以上95質量%以下、2質量%以上20質量%以下、及び3質量%以上15質量%以下の割合で配合することが好ましい。導電剤は、3質量%以上の量にすることにより上述した効果を発揮することができる。また、15質量%以下にすることにより、高温保存下での正極導電剤表面での非水電解質の分解を低減することができる。
正極集電体は、アルミニウム箔、又は、Mg、Ti、Zn、Ni、Cr、Mn、Fe、Cu及びSiから選択される少なくとも1種類の元素を含むアルミニウム合金箔であることが好ましい。
正極集電体は、正極集電タブと一体であることが好ましい。しかしながら、正極集電体は、正極集電タブと別体でもよい。
2)負極
負極活物質としては、例えば、リチウムイオンを吸蔵放出することができる金属酸化物、金属窒化物、合金、炭素等を用いることができる。0.4V以上(対Li/Li+)貴な電位でリチウムイオンの吸蔵放出が可能な物質を負極活物質として用いることが好ましい。
負極活物質としては、例えば、リチウムイオンを吸蔵放出することができる金属酸化物、金属窒化物、合金、炭素等を用いることができる。0.4V以上(対Li/Li+)貴な電位でリチウムイオンの吸蔵放出が可能な物質を負極活物質として用いることが好ましい。
導電剤は、集電性能を高め、且つ、負極活物質と集電体との接触抵抗を抑えるために配合される。導電剤の例としては、アセチレンブラック、カーボンブラック及び黒鉛のような炭素質物が挙げられる。
結着剤は、分散された負極活物質の間隙を埋め、また、負極活物質と集電体を結着させるために配合される。結着剤の例としては、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)、フッ素系ゴム、及びスチレンブタジェンゴムが挙げられる。
負極材料層中の活物質、導電剤及び結着剤は、それぞれ68質量%以上96質量%以下、2質量%以上30質量%以下及び2質量%以上30質量%以下の割合で配合することが好ましい。導電剤の量を2質量%以上とすることにより、負極層の集電性能を向上させることができる。また、結着剤の量を2質量%以上とすることにより、負極材料層と集電体の結着性が十分で、優れたサイクル特性を期待できる。一方、導電剤及び結着剤はそれぞれ28質量%以下にすることが高容量化を図る上で好ましい。
集電体は、負極活物質のリチウムの吸蔵及び放出電位において電気化学的に安定である材料が用いられる。集電体は、銅、ニッケル、ステンレス又はアルミニウム、或いは、Mg、Ti、Zn、Mn、Fe、Cu、及びSiから選択される少なくとも1種類の元素を含むアルミニウム合金から作られることが好ましい。集電体の厚さは5~20μmの範囲内にあることが好ましい。このような厚さを有する集電体は、負極の強度と軽量化のバランスをとることができる。
負極集電体は、負極集電タブと一体であることが好ましい。負極集電体は、負極集電タブと別体でもよい。
負極は、例えば負極活物質、結着剤および導電剤を汎用されている溶媒に懸濁してスラリーを調製し、このスラリーを集電体に塗布し、乾燥し、負極層を形成した後、プレスを施すことにより作製される。負極はまた、負極活物質、結着剤及び導電剤をペレット状に形成して負極層とし、これを集電体上に配置することにより作製されてもよい。
3)セパレータ
セパレータは、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、セルロース、またはポリフッ化ビニリデン(PVdF)を含む多孔質フィルム、または、合成樹脂製不織布から形成されてよい。中でも、ポリエチレン又はポリプロピレンから形成された多孔質フィルムは、一定温度において溶融し、電流を遮断することが可能であるため、安全性を向上できる。
セパレータは、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、セルロース、またはポリフッ化ビニリデン(PVdF)を含む多孔質フィルム、または、合成樹脂製不織布から形成されてよい。中でも、ポリエチレン又はポリプロピレンから形成された多孔質フィルムは、一定温度において溶融し、電流を遮断することが可能であるため、安全性を向上できる。
4)電解液
電解液としては、例えば、非水電解質を用いることができる。
電解液としては、例えば、非水電解質を用いることができる。
非水電解質は、例えば、電解質を有機溶媒に溶解することにより調製される液状非水電解質、又は、液状電解質と高分子材料を複合化したゲル状非水電解質であってよい。
液状非水電解質は、電解質を0.5モル/L以上2.5モル/L以下の濃度で有機溶媒に溶解したものであることが好ましい。
有機溶媒に溶解させる電解質の例には、過塩素酸リチウム(LiClO4)、六フッ化リン酸リチウム(LiPF6)、四フッ化ホウ酸リチウム(LiBF4)、六フッ化砒素リチウム(LiAsF6)、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム(LiCF3SO3)、及びビストリフルオロメチルスルホニルイミドリチウム[LiN(CF3SO2)2]のようなリチウム塩、及び、これらの混合物が含まれる。電解質は高電位でも酸化し難いものであることが好ましく、LiPF6が最も好ましい。
有機溶媒の例には、プロピレンカーボネート(PC)、エチレンカーボネート(EC)、ビニレンカーボネートのような環状カーボネート;ジエチルカーボネート(DEC)、ジメチルカーボネート(DMC)、メチルエチルカーボネート(MEC)のような鎖状カーボネート;テトラヒドロフラン(THF)、2メチルテトラヒドロフラン(2MeTHF)、ジオキソラン(DOX)のような環状エーテル;ジメトキシエタン(DME)、ジエトキシエタン(DEE)のような鎖状エーテル;γ-ブチロラクトン(GBL)、アセトニトリル(AN)、及びスルホラン(SL)が含まれる。これらの有機溶媒は、単独で、又は混合溶媒として用いることができる。
高分子材料の例には、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)、ポリアクリロニトリル(PAN)、ポリエチレンオキサイド(PEO)が含まれる。
また或いは、非水電解質には、リチウムイオンを含有した常温溶融塩(イオン性融体)、高分子固体電解質、無機固体電解質等を用いてもよい。
常温溶融塩(イオン性融体)は、有機物カチオンとアニオンの組合せからなる有機塩の内、常温(15~25℃)で液体として存在しうる化合物を指す。常温溶融塩には、単体で液体として存在する常温溶融塩、電解質と混合させることで液体となる常温溶融塩、有機溶媒に溶解させることで液体となる常温溶融塩が含まれる。一般に、非水電解質電池に用いられる常温溶融塩の融点は、25℃以下である。また、有機物カチオンは、一般に4級アンモニウム骨格を有する。
次に、図面を参照しながら、第1の実施形態に係る発明をより詳細に説明する。
まず、第1の実施形態に係る第1の例の電池を、図1~図3を参照しながら説明する。図1は、第1の実施形態に係る第1の例の電池の概略斜視図である。図2は、図1の電池の、視点IIからの見た側面図である。図3は、図2の電池の、部分IIIの拡大図である。
図1~図3に示した電池100は、図1~図3に示す外装部材3を具備する。外装部材3は、図1及び図2に示すように、主部33と、主部33に隣り合う2つの端子接続部34とを含む。
外装部材3の主部33は、外側に向いた最も大きな面積を有する主面33Aを有する。外装部材3の主部33の主面33Aは、一対の長辺と一対の短辺とを有する略長方形の形状を有する。外装部材3の主部33は、図2及び図3に示すように、主面33Aの2つの短辺のそれぞれから延び且つ外側を向いた2つの側面33Bを更に有する。
外装部材3の端子接続部34の各々は、外装部材3の主部33の2つの側面33Bのそれぞれから延びている。外装部材3の端子接続部34は、外側に向いた第1の面34Aと、その裏面として内側を向いた第2の面34Bとを含む。外装部材3において、主部33の主面33Aと端子接続部の第1の面34Aとは、略平行である。
外装部材3の主部33は、外側に向いた最も大きな面積を有する主面33Aを有する。外装部材3の主部33の主面33Aは、一対の長辺と一対の短辺とを有する略長方形の形状を有する。外装部材3の主部33は、図2及び図3に示すように、主面33Aの2つの短辺のそれぞれから延び且つ外側を向いた2つの側面33Bを更に有する。
外装部材3の端子接続部34の各々は、外装部材3の主部33の2つの側面33Bのそれぞれから延びている。外装部材3の端子接続部34は、外側に向いた第1の面34Aと、その裏面として内側を向いた第2の面34Bとを含む。外装部材3において、主部33の主面33Aと端子接続部の第1の面34Aとは、略平行である。
外装部材3は、図2及び図3に示した、底面3Bを含む。外装部材3の底面3Bが、電池100の基準面である。
図2に示すように、基準面である底面3Bから外装部材3の主部33の主面33Aまでの距離、すなわち主部33の厚さT33は、底面3Bから外装部材3の端子接続部34の第1の面34Aまでの距離、すなわち端子接続部34の厚さT34よりも大きい。すなわち、図2に示すように、電池100において、外装部材3の主部33とそれに隣り合う2つの端子接続部34とは、段差を形成している。
図2に示すように、基準面である底面3Bから外装部材3の主部33の主面33Aまでの距離、すなわち主部33の厚さT33は、底面3Bから外装部材3の端子接続部34の第1の面34Aまでの距離、すなわち端子接続部34の厚さT34よりも大きい。すなわち、図2に示すように、電池100において、外装部材3の主部33とそれに隣り合う2つの端子接続部34とは、段差を形成している。
図3は、外装部材3の主部33に収容された電極体1と、端子接続部34に収容されたリード2とをそれぞれ破線で示している。すなわち、図3に示すように、電池100は、外装部材3の主部33に収容された電極体1と、端子接続部34に収容されたリード2とをそれぞれ具備している。
電極体1は、挟持部11を含む。挟持部11については、後に詳細に説明する。リード2は、電極接続部21及び端子接続部22を含む。リード2の端子接続部22は、外装部材3の端子接続部34の第2の面34Bに対向している。電極体1の挟持部11と電極接続部21とは、例えば溶接により、電気的に接続されている。
電池100は、図1~図3に示す2つの端子5を具備している。図3では、端子5のうち外装部材3内に位置する部分を破線で示している。端子5は、図3に示すように、第1の端部51及び第2の端部54を含む。端子5は、間にガスケット4を挟んで、外装部材3の端子接続部34に設置されている。端子5の第1の端部51は、外装部材3の外側に位置している。端子5の第2の端部54は、外装部材3の内側に位置している。端子5は、リード2の端子接続部22に電気的に接続されている。
第1の例の電池100は、先に説明したように、外装部材3の主部33の厚さT33が、外装部材3の端子接続部34の厚さT34よりも大きい。そのため、外装部材3の端子接続部34に設置された端子5の第1の端部51は、図2及び図3に示したように、外装部材3の主部33の主面33Aよりも奥まったところに位置している。つまり、外装部材3の端子接続部34の第1の面34Aからの端子5の第1の端部51の主面51Aまでの距離は、外装部材3の端子接続部34の第1の面34Aから外装部材3の主部33の主面33Aが位置する平面までの距離よりも小さい。ここでの距離は、外装部材3の主部33の主面33Aに垂直な方向における距離である。
以上のような構成を有するので、第1の例1の電池100は、図2に示したように、2つの端子5の第1の端部51の上方に空間100Sを含むことができる。この空間100Sは、外装部材3の主部33の主面33Aが位置する平面と、端子5の第1の端部51の主面51Aとによって規定されている。例えば、他の電池又は電子機器との通電のための部材、例えばバスバーを空間100Sに配置することにより、バスバーを、外装部材3の主部33の主面33Aが位置する平面からはみ出させずに、端子5に接続することができる。そのおかげで、第1の例の電池100を複数個積層させて組電池を組み立てる際に、電池100の積層にバスバーが干渉することを防ぐことができる。つまり、第1の例の電池100を用いることにより、組電池を容易に作製することができる。
また、図2及び図3に示すように、外装部材3の端子接続部34の第1の面34Aは、例えば外装部材3の主部33の側面33Bよりも大きな面積を有することができる。そのため、外装部材3の端子接続部34は、端子5の露出部、すなわち端子5の第1の端部51の主面51Aの面積を大きくすることができる。それにより、第1の例の電池100は、外装部材3の主部33の側面33Bに端子の露出部を設けた場合と比べて、低い端子抵抗を示すことができる。
次に、図1~図3を参照しながら説明した第1の電池100を、図4~図6を更に参照しながら、より詳細に説明する。
図4は、図1~図3に示した電池の、一部分解斜視図である。図5は、図1~3に示した電池の、図1に示した線分V-V’での概略断面図である。図6は、図5の部分VIの拡大図である。
第1の例の電池100が具備する外装部材3は、図4に示すように、外装本体31と、封口板32とを含む。封口板32の底面3Bが、先に説明した外装部材3の底面3Bである。
外装本体31は、先に説明した外装部材3の主部33及び2つの端子接続部34に加え、周縁部35を含む。周縁部35は、外装本体31の縁を形成しており、主面35Aを有する。周縁部35の主面35Aは、主部33の主面33Aと、端子接続部34の第1の面34Aと同じ向きに向いている。
端子接続部34は、図5及び図6に示すように、第2の面34Bから突出した先端37Aを含む立ち上がり部37を含んでいる。先端37Aは、図5及び図6に示すように、外装部材3の内側に位置している。
端子接続部34は、図5及び図6に示すように、端子接続部34を第1の面34Aから立ち上がり部37の先端37Aまで貫通した貫通孔36を更に含んでいる。貫通孔36は、立ち上がり部37の先端37Aに近づくにつれて径が減少したテーパー部36Rを含んでいる。
外装部材3の主部33に収容された電極体1は、図示しない電極群を具備している。電極群は、1枚の帯状の正極と、1枚の帯状の負極と、2枚のセパレータとを具備している。
正極は、正極集電体と、正極集電体の両面上に形成された正極材料層とを具備する。正極集電体は、正極材料層を担持しない正極集電タブを含む。正極集電タブは、正極が帯状形状として延びた方向と略平行に延びている。負極は、負極集電体と、負極集電体の両面上に形成された負極材料層とを具備する。負極集電体は、負極材料層を担持しない負極集電タブを含む。負極集電タブは、負極が帯状形状として延びた方向と略平行に延びている。
正極と負極とセパレータとは、正極材料層と負極材料層とが間にセパレータを介して対向するように且つ2枚のセパレータで負極が挟み込まれるように積層されている。この積層は、正極集電タブ及び負極集電タブが互いに反対の方向に飛び出すように行われている。かくして得られた積層体が負極を内側にして捲回されることにより、電極群が形成されている。
電極群から飛び出した正極集電タブは、図4に示す挟持部11により挟持されている。同様に、電極群から飛び出した負極集電タブは、挟持部11と同様の挟持部により挟持されている。電極群のその他の部分は、図4に示す絶縁テープ12により被覆されている。
外装部材3の端子接続部34に収容されたリード2は、図4に示すように、電極接続部21と、それと一体となっている端子接続部22とを含んでいる。端子接続部22には、貫通孔23が設けられている。繰り返しになるが、リード2の端子接続部22は、外装部材3の端子接続部34の第2の面34Bに対向している。また、リード2の電極接続部21は、電極体1の挟持部11に電気的に接続されている。
ガスケット4は、図4~図6に示すように、主面41Aを有するフランジ部41と、フランジ部41から延びた軸部42とを含んでいる。軸部42は、ガスケット4の主部であり、先端42Aを含んでいる。ガスケット4は、フランジ部41の主面41Aから軸部42の先端42Aまで貫通した貫通孔43を含んでいる。
ガスケット4のフランジ部41は、図4~図6に示すように、外装部材3の端子接続部34の第1の面34Aに載置されている。一方、ガスケット4の軸部42は、外装部材3の端子接続部34の貫通孔36に挿入されている。外装部材3の貫通孔36にガスケット4の軸部42を挿入した際、ガスケット4の貫通孔43のうち、外装部材の端子接続部34の貫通孔36のテーパー部36Rに対応している部分の表面は、テーパー部36Rの傾斜が反映される。
図5及び図6に示すように、端子5は、第1の端部としてのフランジ部51と、第2の端部としてのかしめ部54とを含んでいる。端子5は、フランジ部51とかしめ部54との間に、主部52を更に含んでいる。主部52は、フランジ部51からかしめ部54に向かう軸方向Xに延びている。主部52は、縮径部53を含んでいる。縮径部53は、かしめ部54に近づくにつれて径が減少している。
端子5の主部52は、図5及び図6に示すように、ガスケット4の貫通孔43に挿入されている。それにより、ガスケットの4の軸部42の一部は、外装部材3のテーパー部36Rと、端子5の縮径部53との間に挟まれている。
電池100は、図4~図6に示す拘束リング6及び絶縁部材7を更に具備している。
拘束リング6は、その輪の中に外装部材3の立ち上がり部37が挿入されている。それにより、拘束リング6は、立ち上がり部37の周囲に位置している。
絶縁部材は、図4に示すように、貫通孔71を有する板状の部材である。外装部材3の端子接続部34の立ち上がり部37の先端37A及びガスケット4の軸部42の先端42Aは、図4~図6に示すように、板状の絶縁部材7を介してリード2の端子接続部22に対向している。そして、ガスケット4の貫通孔43と絶縁部材7の貫通孔71とリード2の貫通孔23とは連通した貫通孔を形成している。
端子5の主部52は、ガスケット4の貫通孔43と絶縁部材7の貫通孔71とリード2の貫通孔23とによって形成された貫通孔に挿入されている。端子5のうち絶縁部材7の貫通孔71を通り抜けた部分54は、絶縁部材7にかしめ固定されている。それにより、かしめ部54が形成されている。
図4~図6に示した端子構造において、端子5の主部52の軸方向Xに対する外装部材3のテーパー部36Rの傾斜角θ2は、端子5の主部52の軸方向Xに対する端子5の縮径部53の傾斜角θ1よりも大きい。また、外装部材3の端子接続部34の立ち上がり部37は、その周りを拘束リング6により拘束されている。
テーパー部36Rの傾斜角θ2が縮径部53の傾斜角θ1よりも大きいため、端子5をガスケット4の貫通孔43に挿入する際、端子5の縮径部53は、テーパー部36Rの傾斜角θ2が反映されたガスケット4の貫通孔43の径よりも大きな部分を含むことができる。具体的には、ガスケット4の軸部42のうち端子5の縮径部53の径よりも小さな径を有する部分422は、立ち上がり部37の先端37Aに近い場所に位置する。この部分422は、端子5の主部52の挿入によって大きく圧縮される。一方、ガスケット4の軸部42のうち、外装部材3の貫通孔36の縁部38に近い場所に位置した部分421は、貫通孔43の径が端子5の縮径部53の径よりも大きいため、ほとんど圧縮されない。そのため、端子5をガスケット4の貫通孔43に挿入すると、図6に示したように、ガスケット4の軸部42の第1の部分421の厚さT1が、第1の部分421よりも外装部材3の立ち上がり部37の先端37Aに近い第2の部分422の厚さT2よりも大きくなる。
ガスケット4の軸部42の第2の部分422は、外装部材3の立ち上がり部37及び端子5の縮径部53から強く圧縮されるので、その反作用としての反発弾性力を立ち上がり部37及び縮径部53に加える。また、立ち上がり部37はその周囲を拘束リング6により拘束されているので、ガスケット4の第2の部分422から端を発した反発弾性力、及び端子5の縮径部53から端を発した圧力は、立ち上がり部37を通って、拘束リング6に伝わる。拘束リング6は、これらの反発弾性力及び圧力に対する反作用としての拘束力を、立ち上がり部37を通して、ガスケット4及び端子5に与えることができる。
これらのおかげで、図4~図6に示す端子構造は、ガスケット4と端子5との間、及びガスケット4と外装部材3との間で高い密封性を発揮することができる。また、外装部材3の立ち上がり部37の先端37Aに近い部分でガスケット4の軸部42が強く圧縮されるので、外装部材3への流体の浸入経路及び外装部材3からの流体の流出経路の大きさを最小限にすることができる。
更に、例えば図4~図6に示す端子構造を含む非水電解質電池は、電池内部の内圧が上がった場合、外装部材3の立ち上がり部37が、貫通孔36の径が小さくなるように変形して、端子5を更に締めることができる。
以上に説明した第1の例の電池100では、図1及び図2に示すように、2つの端子接続部34が主部33を間に挟んでいる。
また、1つの端子5は、1つのリード2の端子接続部22に電気的に接続されている。このリード2の電極接続部21は、1つの挟持部11に電気的に接続されている。この挟持部11は、電極体1の正極集電タブを挟持してこれに電気的に接続されている。したがって、1つの端子5は、電極体1の正極に電気的に接続されている。すなわち、1つの端子5は、正極端子である。同様に、もう1つの端子5は、1つのリード2の端子接続部22に電気的に接続されている。このリード2の電極接続部21は、1つの挟持部11に電気的に接続されている。この挟持部11は、電極体1の負極集電タブを挟持してこれに電気的に接続されている。したがって、1つの端子5は、電極体1の負極に電気的に接続されている。すなわち、1つの端子5は、負極端子である。
よって、第1の例の電池100では、端子5が、正極端子及び負極端子を含む。外装部材3の端子接続部34は、第1の端子接続部及び第2の端子接続部を含む。第1の端子接続部及び第2の端子接続部は、外装部材3の主部33を間に挟んで、主部33に隣り合っている。正極端子は第1の端子接続部に設けられている。負極端子は第2の端子接続部に設けられている。
次に、第1の実施形態に係る第2の例の電池を、図7を参照しながら説明する。
図7に示す第2の例の電池100は、外装部材3の端子接続部34の第1の面34Aが、外装部材3の主部33の主面33Aに対して傾斜していること以外は、図1~図6に示す第1の例の電池100と同様である。
図7に示す第2の例の電池100でも、外装部材3の主部33の厚さT33が、外装部材3の端子接続部34の厚さT34よりも大きい。そのため、第2の例の電池100は、図7に示すように、ガスケット4の上端部4Eが、外装部材3の主部33の主面33Aから奥まったところに位置している。また、端子5の上端部5Eが、外装部材3の主部33の主面33Aから奥まったところに位置している。上端部5Eが外装部材3の主部33の主面33Aから奥まったところに位置した端子5に接続するための接続部材は、図7に示す、外装部材3の主部33の主面33Aが位置する平面と端子5の第1の端部51の主面51Aとによって規定されている空間100S内に収めることができる。その結果、第2の例の電池100も、第1の例の電池100と同様に、容易に組電池にすることができる。
更に、第2の例の電池100は、端子5の第1の端部51の主面51Aの面積が、第1の例の電池100のそれよりも大きい。そのため、第2の例の電池100は、第1の例の電池100よりも低い端子抵抗を示すことができる。
なお、先にも説明したが、図7に示すように外装部材3の端子接続部34の第1の面34Aが、外装部材3の主部33の主面33Aに対して傾斜している場合、外装部材3の端子接続部34の厚さT34は、電池100の基準面3Bから端子接続部34の第1の面34Aまでの平均の距離であり得る。
以上に説明した第2の例の電池100は、図7に示したように、2つの端子接続部34が主部33を間に挟んでいる。
また、第2の例の電池100は、第1の例の電池100と同様に、端子5として、正極端子及び負極端子を含んでいる。
よって、第2の例の電池100では、第1の例の電池100と同様に、端子5が、正極端子及び負極端子を含む。外装部材3の端子接続部34は、第1の端子接続部及び第2の端子接続部を含む。第1の端子接続部及び第2の端子接続部は、外装部材3の主部33を間に挟んで、主部33に隣り合っている。正極端子は第1の端子接続部に設けられている。負極端子は第2の端子接続部に設けられている。
以上に説明したように、第1の例及び第2の例の電池100では、正極端子及び負極端子を、それぞれ別の端子接続部34に設けている。しかしながら、第1の実施形態に係る電池の外装部材は、正極端子及び負極端子の両方を設けた端子接続部を具備してもよい。
次に、電池における端子の縮径部及び外装部材のテーパー部のそれぞれの傾斜角の測定方法、並びにガスケットの厚さの測定方法を説明する。
まず、電池内部に樹脂を注入し、この樹脂を硬化させる。内部を硬化させた電池を切断することにより、外装部材、ガスケット、端子及び拘束部材の位置を保持したまま、電池の断面を得ることができる。
傾斜角は、例えば、電池を、端子の軸方向を基準として、x方向、y方向、45°方向に切断して得られた断面から確認することができる。外装部材のテーパー部の傾斜角を測定する際、テーパー部が立ち上がり部の先端まで及ぶ場合には、立ち上がり部の先端における傾斜角を測定する。一方、テーパー部が立ち上がり部の先端まで及んでいない場合には、テーパー部のうち立ち上がり部の先端に近い部分の傾斜角を測定する。端子の縮径部の傾斜角を測定する際、テーパー部が立ち上がり部の先端まで及ぶ場合には、立ち上がり部の先端と共にガスケットの一部を挟み込んでいる部分の傾斜角を測定する。一方、テーパー部が立ち上がり部の先端まで及んでいない場合には、立ち上がり部のテーパー部のうち立ち上がり部の先端に近い部分に対向してガスケットの一部を挟み込んでいる部分の傾斜角を測定する。
ガスケットの厚さは、例えば、電池を端子の軸方向に沿ってカットして得られた断面から確認することができる。ガスケットの厚さは、ガスケットが接する立ち上がり部の貫通孔の面に直行する方向における厚さとして測定する。
第1の実施形態に係る電池は、外装部材の主部の厚さが外装部材の端子接続部の厚さよりも大きい。それにより、第1の実施形態に係る電池は、端子接続部に設置する端子の面積を大きくすることができるだけでなく、組電池にする際に用いるバスバーを端子接続部と主部との厚さの違いにより生じた空間に収めることができる。その結果、第1の実施形態に係る電池は、低い端子抵抗を示すことができると共に、容易に組電池にすることができる。
(第2の実施形態)
第2の実施形態によると、組電池が提供される。この組電池は、複数個の第1の実施形態に係る電池と、バスバーとを具備する。複数の電池のうちの1つの電池の端子が、複数の電池のうちの他の1つの電池の端子にバスバーを介して電気的に接続されている。
第2の実施形態によると、組電池が提供される。この組電池は、複数個の第1の実施形態に係る電池と、バスバーとを具備する。複数の電池のうちの1つの電池の端子が、複数の電池のうちの他の1つの電池の端子にバスバーを介して電気的に接続されている。
以下、図面を参照しながら、第2の実施形態に係る組電池を説明する。
まず、図8~図10を参照しながら、第2の実施形態に係る一例の組電池を説明する。
図8は、第2の実施形態に係る第1の例の組電池の概略平面図である。図9は、図8の部分IXの拡大図である。図10は、第2の実施形態に係る組電池が具備することができる幾つかの例のバスバーの斜視図である。
図8及び図9に示す第1の例の組電池200は、第1~第4の電池100A~100Dと、第1~第5のバスバー210、220、230、240及び250とを具備している。
第1~第4の電池100A~100Dは、図1~図3を参照しながら説明した第1の例の電池100と同じである。第1の電池100Aの外装部材3の主部33の主面33Aは、第2の電池100Bの外装部材3の主部33の主面33Aに接している。第2の電池100Bの外装部材3の底面3Bは、第3の電池100Cの外装部材3の底面3Bに接している。第3の電池100Cの外装部材3の主部33の主面33Aは、第4の電池100Dの外装部材3の主部33の主面33Aに接している。かくして、図8に示すように、第1の電池100A~第4の電池100Dは、各電池の底面3Bに略垂直な方向Sに積層されている。
第1のバスバー210は、図10(a)に示す、第1の端部211から第2の端部212まで延びた帯状形状を有している。第1のバスバー210の第1の端部211は、図8及び図10に示すように、第1の電池100Aの端子接続部34に設置された端子5に接続されている。この接続は、溶接によって行われている。端子5は、第1の電池100Aの正極端子である。第1のバスバー210の第2の端部212は、外部端子への接続機構213を含んでいる。図10に示す接続機構213は、窪みである。しかしながら、接続機構213の形態は、突起、貫通孔など、他の形態であってもよく、特に限定されない。接続機構213は、例えば電子機器の正極入力端子に接続することができる。
第2のバスバー220は、図8及び図9に示すように、2つの補助バスバー221及び222を含む。補助バスバー221は、第1の端部221Aから第2の端部221Bまで延びた帯状形状を有している。補助バスバー221の第1の端部221Aは、第1の電池100Aの負極端子である端子5に接続されている。補助バスバー222は、第1の端部222Aから第2の端部222Bまで延びた帯状形状を有している。補助バスバー222の第1の端部222Aは、第2の電池100Bの正極端子である端子5に接続されている。補助バスバー221の第2の端部221Bと、補助バスバー222の第2の端部222Bとは、溶接によって互いに接続されて、第2のバスバー220の溶接部223を形成している。
第3のバスバー230は、図8に示すように、U字形状を有している。第3のバスバー230は、第1の端部231及び第2の端部232を含んでいる。第3のバスバー230の第1の端部231は、第2の電池100Bの負極端子である端子5に接続されている。第3のバスバー230の第2の端部232は、第3の電池100Cの正極端子である端子5に接続されている。
第4のバスバー240は、図8に示すように、2つの補助バスバー241及び242を含む。補助バスバー241は、第1の端部241Aから第2の端部241Bまで延びた帯状形状を有している。補助バスバー241の第1の端部241Aは、第3の電池100Cの負極端子である端子5に接続されている。補助バスバー242は、第1の端部242Aから第2の端部242Bまで延びた帯状形状を有している。補助バスバー242の第1の端部242Aは、第4の電池100Dの正極端子である端子5に接続されている。補助バスバー241の第2の端部241Bと、補助バスバー242の第2の端部242Bとは、溶接によって互いに接続されて、第2のバスバー240の溶接部243を形成している。
第5のバスバー250は、図10(a)に示す第1のバスバー210と同様の構造を有し、第1の端部251から第2の端部252まで延びた帯状形状を有している。第5のバスバー250の第1の端部251は、図8に示すように、第4の電池100Dの端子接続部34に設置された端子5に接続されている。この端子5は、第4の電池100Dの負極端子である。第5のバスバー250の第2の端部252は、外部端子への接続機構(図示しない)を含んでいる。第5のバスバー250の接続機構は、例えば電子機器の負極入力端子に接続することができる。
第1のバスバー210と第3のバスバー230との間には、図8に示すように、絶縁部材8が挿入されている。同様に、第3のバスバー230と第5のバスバー250との間にも、絶縁部材8が挿入されている。
以上に説明した接続により、第1~第4の電池100A~100Dは、第2~第4のバスバー220~240により、直列に接続されて、組電池200を構成している。また、組電池200は、外部接続端子である第1のバスバー210の第2の端部212及び第5のバスバー250の第2の端部252を含んでいる。
図8に示すように、第1のバスバー210の第1の端部211、第2のバスバー220の補助バスバー221及び222のそれぞれの第1の端部221A及び222A、第3のバスバー230の第1及び第2の端部231及び232、第4のバスバー240の補助バスバー241及び242のそれぞれの第1の端部221A及び222A、並びに第5のバスバー250の第1の端部251は、第1~第4の電池100A~100Dの外装部材3の主部3と端子接続部34との厚さの違いにより生じた空間100S(図2を参照のこと)内に収まっている。そのため、図8及び図9に示す例の組電池200では、4つの電池100A~100Dの積層を5つのバスバー210~250からの干渉を抑えて行うことができる。
なお、図10(a)に示した第1のバスバー210は、帯状形状を有しているが、第1のバスバー210は、図10(b)及び図10(c)に示すように、帯状以外の形状を有することもできる。第2のバスバー220~第5のバスバー250も、同様に、様々な形状を有することができる。
更に、第1の例の電池100A~Dの各々では、先に説明したように、外装部材3の主部33を間に挟んで主部33に隣り合うように配置された2つの端子接続部34のうちの一方に正極端子を設け、他方に負極端子を設けている。そのため、第1の例の電池100A~Dの各々では、正極端子とバスバーとの接続を、負極端子とバスバーとの接続からの干渉を気にせずに行うことができる。同様に、負極端子とバスバーとの接続を、正極端子とバスバーとの接続からの干渉を気にせずに行うこともできる。すなわち、第1の例の電池100A~Dを用いることにより、正極端子及び負極端子を外装部材の同一の端子接続部に設けた電池を用いる場合よりも、容易に組電池を構成することができる。
また、第1の例の組電池200では、互いに向き合った端子接続部34の空間に、第1の例の電池100A~Dの各端子を収めることができる。そのため、第1の例の電池100A~Dの各端子5は、外部に露出していない。よって、第1の例の組電池200は、第1の例の電池100A~100Dの各端子5を外部衝撃等から保護することができる。
さらに、第1の例の組電池200では、図9に示すように、第2のバスバー220の厚さdを、第1の電池100Aの1つの端子5の第1の端部51の主面51Aと、第2の電池100Bの1つの端子5の第1の端部51の主面51Aとの間の距離と等しくすることができる。このような第2のバスバー220を介しての接続は、第1の電池100Aと第2の電池100Bとの間で、これらの電気的な接続を確保しながら、これらの間の相対的な位置を維持することができる。同様に、第4のバスバー240の厚さを、第3の電池100Cの1つの端子5の第1の端部の主面と、第4の電池100Dの1つの端子5の第1の端部の主面との間の距離と等しくすることができる。このような第4のバスバー240を介しての接続は、第3の電池100Cと第4の電池100Dとの間で、これらの電気的な接続を確保しながら、これらの間の相対的な位置を維持することができる。
そして、U字状の第3のバスバー230の第1の端部231及び第2の端部232は、第2の電池100Bの1つの端子接続部34と第3の電池100Cの1つの端子接続部34とを挟み込むことができる。このような第3のバスバー230は、第2の電池100Bと第3の電池100Cとの間で、これらの電気的な接続を確保しながら、これらの間の相対的な位置を維持することができる。
つまり、第1の例の組電池200では、第2のバスバー、第3のバスバー及び第4のバスバーにより、第1の電池100A~100Dの電気的接続を確保しながら、各電池の位置ずれを防止することができる。そのため、第1の例の組電池では、電池100A~100Dの位置ずれを防止するための更なる結束部材を用いなくてもよい。更なる結束部材を用いると、各電池に負荷がかかる場合がある。結束部材を用いないことにより、不必要な負荷が各電池にかかるのを防ぐことができる。
もちろん、第2の実施形態に係る組電池は、各電池の位置ずれを防止するために、更なる結束部材を用いることもできる。更なる結束部材は、特に限定されない。例えば、図8に示す組電池200は、電池100A~100Dをこれらの積層方向Sに結束する結束部材を更に具備することもできる。
加えて、第1の例の電池100A~100Dでは、バスバー又は補助バスバーを端子5の第1の端部51と溶接する際、端子接続部34Aの第1の面34Aから突出している端子5の第1の端部51を位置決めのガイドとして用いることで、バスバー又は補助バスバーと端子5の第1の端部51との位置決めを容易にすることができる。特に、バスバー又は補助バスバーに第1の端部51に対応する凹部を設けることで、位置決めをより容易にすることができる。加えて、第1の例の電池100A~100Dでは、外装部材3の主部33の主面33A及び底面3Bを、2つの端子接続部34の第1の面34A及び端子5の第1の端部51の主面51Aと平行とすることができる。このような電池100A~100Dでは、バスバー又は補助バスバーと端子5の第1の端部51の主面51Aとの接触面を、外装部材3の主部33の主面33A及び底面3Bと平行にすることができる。そのおかげで、第1の例の電池100A~100Dは、端子5とバスバー又は補助バスバーとの溶接を、安定した状態でより容易に行うことができる。
次に、第2の実施形態に係る第2の例の組電池を、図11を参照しながら説明する。
図11は、第2の実施形態に係る第2の例の組電池の、バスバーと電池との接続箇所の拡大平面図である。
図11は、第2の実施形態に係る第2の例の組電池の、バスバーと電池との接続箇所の拡大平面図である。
図11(a)、(b)、(c)及び(d)に示した接続箇所は、図7を参照しながら説明した第1の実施形態に係る第2の例の電池100を用いて組み立てた一例の組電池の接続箇所である。図11(a)及び(b)は、図8及び図9を参照しながら説明した、第1の電池100Aの負極端子5と第2の電池100Bの正極端子5との第2のバスバー220を用いた接続の箇所に対応している。図11(c)は、図8を参照しながら説明した、第2の電池100Bの負極端子5と第3の電池100Cの正極端子5との第3のバスバー230を用いた接続箇所に対応している。図11(d)は、図8を参照しながら説明した、第4の電池100Dの負極端子5と第5のバスバー250との接続の箇所に対応している。
図11(a)に示した例では、図8及び図9に示した第2のバスバー220の代わりに、バスバーブロック260を用いている。バスバーブロック260は、第1の電池100Aの負極端子5と第2の電池100Bの正極端子5との両方に、溶接点261の位置で、それぞれ溶接により接続されている。
或いは、図11(b)に示したように、L字状に折り曲げたバスバー270を用いて、第1の電池100Aの負極端子5と第2の電池100Bの正極端子5とを接続することもできる。バスバー270は、第1の端部271と第2の端部272とを含んでいる。バスバー270は、屈曲部273の位置で折り曲げられている。図11(b)に示した例では、バスバー270の第1の端部271が、第1の電池100Aの負極端子5に溶接されている。また、バスバー270の第2の端部272が、第2の電池100Bの正極端子5に溶接されている。
図11(c)に示した例では、図8に示した第3のバスバー230の代わりに、L字状に折り曲げたバスバー280を用いて接続を行っている。バスバー280は、第1の端部281と第2の端部282とを含んでいる。バスバー280は、屈曲部283の位置で折り曲げられている。図11(c)に示した例では、バスバー280の第1の端部が、第2の電池100Bの負極端子5に溶接されている。また、バスバー280の第2の端部282が、第3の電池100Cの正極端子5に溶接されている。
図11(d)に示した例では、図8に示した第5のバスバー250を折り曲げている。バスバー250は、屈曲部253の位置で折り曲げられている。
第1の例の電池100A~Dと同様に、第2の例の電池100A~Dの各々でも、外装部材3の主部33を間に挟んで主部33に隣り合うように配置された2つの端子接続部34のうちの一方に正極端子を設け、他方に負極端子を設けている。したがって、第1の例の電池100A~Dを用いた場合と同様の理由により、第2の例の電池100A~Dを用いることによっても、正極端子及び負極端子を外装部材の同一の端子接続部に設けた電池を用いる場合よりも、容易に組電池を構成することができる。
また、第2の例の組電池200では、例えば図11(a)及び図11(b)に示すように、バスバーブロック100又はバスバー270を、第1の電池100Aの1つの端子5の第1の端部51と第2の電池100Bの1つの端子5の第1の端部51との間の空間300に収めることができる。すなわち、第2の例の電池100A~100Dを用いることにより、バスバーの少なくとも一部を端子接続部34からはみ出さないようにすることができる。このようにして作製した組電池200は、例えば、これを搭載する自動車又は電子機器に占める組電池200の割合を小さくすることができる。
そして、第2の例の電池100から構成される第2の例の組電池200は、電池100の位置決めを行った後に、バスバー及び/又はバスバーブロックを介して、電池間の接続を行うことができる。そのため、第2の例の電池100を用いることにより、組電池の寸法設計を容易にすることができる。
第2の実施形態に係る組電池は、第1の実施形態に係る電池を含むので、容易に組み立てが可能であり、低い端子抵抗を示すことができる。
[実施例]
以下に例を挙げ、本発明を更に詳しく説明するが、発明の主旨を超えない限り本発明は以下に掲載される実施例に限定されるものでない。
以下に例を挙げ、本発明を更に詳しく説明するが、発明の主旨を超えない限り本発明は以下に掲載される実施例に限定されるものでない。
(実施例1)
実施例1では、電極体1及び非水電解質を収容していない点を除いて図1~図3に示した電池100と同様の構造を有する実施例1の電池ユニット100を作製した。
実施例1では、電極体1及び非水電解質を収容していない点を除いて図1~図3に示した電池100と同様の構造を有する実施例1の電池ユニット100を作製した。
実施例1の電池ユニット100では、外装部材3の主部33の厚さT33が12mmであり、外装部材3の端子接続部34の厚さT34が7mmであった。2つの端子5の第1の端部51の主面51Aは面積が120mm2であった。2つの端子5の第1の端部51(露出している部分)の高さは、0.9mmであった。
(実施例2)
実施例2では、電極体1及び非水電解質を収容していない点を除いて、図7に示した電池100と同様の構造を有する実施例2の電池ユニット100を作製した。
実施例2では、電極体1及び非水電解質を収容していない点を除いて、図7に示した電池100と同様の構造を有する実施例2の電池ユニット100を作製した。
実施例2の電池ユニット100では、外装部材3の主部33の厚さT33が12mmであり、外装部材3の端子接続部34の厚さT34が6.8mmであった。2つの端子5の第1の端部51の主面51Aは面積が120mm2であった。2つの端子5の第1の端部51のうちガスケット4から露出している部分の高さは、0.9mmであった。ガスケット4の上端部4Eから外装部材3の主面33Aまでの距離、すなわちガスケット4が外装部材3の主面33Aに対して奥まっている距離は、0.9mmであった。端子5の上端部5Eから外装部材3の主面33Aに対して奥まっている距離は、1.0mmであった。
(比較例1)
比較例1では、図12に側面図を示す構造を有する比較例1の電池ユニット100’を作製した。図12に示す比較例1の電池ユニット100’は、外装部材3における主部33の厚さT33と端子接続部34の厚さT34とが同じである点以外は、実施例1の電池ユニット100と同様である。
比較例1では、図12に側面図を示す構造を有する比較例1の電池ユニット100’を作製した。図12に示す比較例1の電池ユニット100’は、外装部材3における主部33の厚さT33と端子接続部34の厚さT34とが同じである点以外は、実施例1の電池ユニット100と同様である。
(比較例2)
比較例2では、図13に側面図を示す構造を有する比較例2の電池ユニット100’を作製した。図13に示す比較例2の電池ユニット100’は、外装部材3が端子接続部34を具備していない点、及び外装部材3の主部33の側面33Bに端子5及びガスケット4を設置している点以外は、実施例1の電池ユニット100と同様である。特に、外装部材3の主部33の大きさは、実施例1の電池ユニット100と比較例1の電池ユニット100’との間で同じである。
比較例2では、図13に側面図を示す構造を有する比較例2の電池ユニット100’を作製した。図13に示す比較例2の電池ユニット100’は、外装部材3が端子接続部34を具備していない点、及び外装部材3の主部33の側面33Bに端子5及びガスケット4を設置している点以外は、実施例1の電池ユニット100と同様である。特に、外装部材3の主部33の大きさは、実施例1の電池ユニット100と比較例1の電池ユニット100’との間で同じである。
比較例2の電池ユニット100’において、2つの端子5の第1の端部51の主面51Aの面積は120mm2であった。つまり、比較例2の電池ユニット100’は、端子5の露出部の面積が、実施例1及び2の電池ユニット100のそれよりも小さかった。
(組電池の組み立て)
4つの実施例1の電池ユニット100を用いて、図8及び図9に示す組電池200と同様の構造の実施例1の組電池200を組み立てた。第1のバスバー210及び第5のバスバー250としては、厚さが2mmである板材であって、純アルミニウムにNiメッキを施した板材を用いた。第2のバスバー220を構成する補助バスバー221及び222並びに第4のバスバー240を構成する補助バスバー241及び242としては、厚さが2mmである板材であって、純アルミニウムにNiメッキを施した板材を用いた。第3のバスバー230としては、厚さが2mmである板材であって、純アルミニウムにNiメッキを施したU字状部材を用いた。実施例1の組電池200は、電池ユニット100A~Dの積層にバスバー210~250が干渉することなく、組み立てることができた。
4つの実施例1の電池ユニット100を用いて、図8及び図9に示す組電池200と同様の構造の実施例1の組電池200を組み立てた。第1のバスバー210及び第5のバスバー250としては、厚さが2mmである板材であって、純アルミニウムにNiメッキを施した板材を用いた。第2のバスバー220を構成する補助バスバー221及び222並びに第4のバスバー240を構成する補助バスバー241及び242としては、厚さが2mmである板材であって、純アルミニウムにNiメッキを施した板材を用いた。第3のバスバー230としては、厚さが2mmである板材であって、純アルミニウムにNiメッキを施したU字状部材を用いた。実施例1の組電池200は、電池ユニット100A~Dの積層にバスバー210~250が干渉することなく、組み立てることができた。
また、実施例2の電池ユニット100を用いたこと以外は実施例1と同様にして、実施例2の組電池200を組み立てた。実施例2の組電池200では、第1の電池ユニット100Aの負極端子5と第2の電池ユニット100Bの正極端子5との接続、及び第3の電池ユニット100Cの負極端子5と第4の電池ユニット100Dの正極端子5との接続を、図11(b)に示すような接続とした。また、実施例2の組電池200では、第2の電池ユニット100Bの負極端子5と第3の電池ユニット100Cの正極端子5との接続を、図11(c)に示すような接続とした。実施例2の組電池200は、電池ユニット100A~Dの積層にバスバー210~250が干渉することなく、組み立てることができた。
そして、4つの比較例1の電池ユニット100’を用いて、実施例1と同様にして組電池を作製しようとした。しかしながら、電池ユニット100A’~D’の積層にバスバー210~250が干渉してしまい、組み立てることができなかった。
[評価]
このように、実施例1及び2の電池ユニット100は、容易に組電池200にすることができた。一方、主部33の厚さT33と端子接続部34の厚さT34とが同じである比較例1の電池ユニット100’は、バスバーの干渉のため、組電池にすることができなかった。
このように、実施例1及び2の電池ユニット100は、容易に組電池200にすることができた。一方、主部33の厚さT33と端子接続部34の厚さT34とが同じである比較例1の電池ユニット100’は、バスバーの干渉のため、組電池にすることができなかった。
また、実施例1及び2の電池ユニット100は、比較例2の電池ユニット100’よりも、端子5の露出部の面積を大きくすることができた。実施例1及び2の電池ユニット100と、比較例2の電池ユニット100’とは、外装部材3の主部33の大きさが同じである。同じ出力の電池では、端子の露出部の面積が大きいほど、端子抵抗を低くすることができる。そのため、実施例1及び2の電池ユニット100のそれぞれに図4に示した電極体1を組み込んで作製した電池100は、比較例1の電池ユニット100’に同じ電極体1を組み込んで作製した電池よりも低い端子抵抗を示すことができる。
以上に説明した少なくとも一つの実施形態及び実施例に係る電池は、外装部材の主部の厚さが外装部材の端子接続部の厚さよりも大きい。それにより、この電池では、端子接続部に設置する端子の面積を大きくすることができるだけでなく、組電池にする際に用いるバスバーを端子接続部と主部との厚さの違いにより生じた空間に収めることができる。その結果、この電池は、低い端子抵抗を示すことができると共に、容易に組電池にすることができる。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、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、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許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。
100、100A、100B、100C、100D…電池、100S…空間、1…電極体、11…挟持部、12…絶縁シール、2…リード、21…電極接続部、22…端子接続部、23…貫通孔、3…外装部材、3B…外装部材の底面、31…外装本体、32…封口板、33…外装部材の主部、33A…主部の主面、33B…主部の側面、34…端子接続部、34A…第1の面、34B…第2の面、35…周縁部、35A…周縁部の主面、36…貫通孔、37…立ち上がり部、37A…立ち上がり部の先端、38…貫通孔の縁部、39…縮径部、4…ガスケット、41…フランジ部、41A…フランジ部の主面、42…軸部、421…第1の部分、422…第2の部分、43…貫通孔、5…端子、51…フランジ部、51A…フランジ部の主面、52…端子の主部、53…縮径部、54…かしめ部、6…拘束リング、7…絶縁シート、71…貫通孔、8…絶縁部材、200…組電池、210…第1のバスバー、220…第2のバスバー、221及び222…補助バスバー、223…溶接部、230…第3のバスバー、240…第4のバスバー、241及び242…補助バスバー、250…第5のバスバー、260…バスバーブロック、261…溶接点、270…バスバー、280…バスバー。
Claims (7)
- 主部及び前記主部に隣り合った端子接続部を含んだ外装部材と、
前記主部に収容された電極体と、
前記電極体に電気的に接続されており且つ前記端子接続部に収容されたリードと、
前記リードに電気的に接続されており且つ前記端子接続部に設置された端子と
を含み、
前記主部の厚さが、前記端子接続部の厚さよりも大きいことを特徴とする電池。 - 前記外装部材の前記主部は、前記外装部材の主面を含み、
前記外装部材の前記端子接続部は、第1の面と、その裏面としての第2の面とを含み、前記第2の面が前記リードと対向しており、
前記端子は、第1の端部と、第2の端部とを含み、前記第1の端部は、前記外装部材の外側に位置し、前記第2の端部は、前記外装部材の内側に位置し、
前記外装部材の前記端子接続部の前記第1の面からの前記端子の前記第1の端部の主面までの距離が、前記第1の面からの前記外装部材の前記主面が位置する平面までの距離よりも小さいことを特徴とする請求項1に記載の電池。 - 前記外装部材の前記端子接続部の前記第1の面は、前記外装部材の前記主面に対して傾斜していることを特徴とする請求項2に記載の電池。
- 前記外装部材が、金属、合金又は樹脂層と金属層及び/又は合金層との積層体から形成されることを特徴とする請求項1又は2に記載の電池。
- 前記外装部材がアルミニウムを含むことを特徴とする請求項4に記載の電池。
- 貫通孔を含んだガスケットを更に含み、
前記端子接続部は、前記第2の面から突出した先端を含む立ち上がり部と、前記端子接続部を前記第1の面から前記立ち上がり部の前記先端まで貫通した貫通孔とを含み、前記貫通孔が前記立ち上がり部の前記先端に近づくにつれて径が減少したテーパー部を含み、
前記端子は、前記第1の端部から前記第2の端部に向かう軸方向に延びた主部を備え、前記主部は、前記第1の端部と前記第2の端部との間に、前記第2の端部に近づくにつれて径が減少した縮径部を含み、
前記ガスケットの少なくとも一部は、前記外装部材の前記貫通孔の前記テーパー部内に位置しており、
前記端子の前記主部の前記縮径部の少なくとも一部は、前記ガスケットの前記貫通孔内に位置しており、
前記ガスケットの前記少なくとも一部は、前記外装部材の前記テーパー部と、前記端子の前記縮径部との間に挟まれており、
前記端子の前記主部の前記軸方向に対する前記外装部材の前記テーパー部の傾斜角は、前記軸方向に対する前記縮径部の傾斜角よりも大きいことを特徴とする請求項2に記載の電池。 - 複数個の電池と、
バスバーと
を具備し、
前記電池の各々が、請求項1~6の何れか1項に記載の電池であり、
前記電池のうちの1つの電池の前記端子が、前記電池のうちの他の1つの電池の前記端子にバスバーを介して電気的に接続されていることを特徴とする組電池。
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