WO2019039334A1 - 蓄電デバイス - Google Patents

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WO2019039334A1
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storage device
case
rectangular
power storage
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佳介 島田
徹 川合
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株式会社村田製作所
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    • H01M50/10—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/102—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/103—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by their shape or physical structure prismatic or rectangular
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
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    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
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    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Definitions

  • the present invention relates to a power storage device.
  • Patent Document 1 describes a power storage device in which an electrode assembly (device body) is housed in a case.
  • the power storage device described in Patent Document 1 is a power storage device whose shape in plan view is not rectangular.
  • the main object of the present invention is to provide a storage device that is not rectangular and has excellent reliability.
  • An electricity storage device includes a case, a device body, and an electrolyte.
  • the case comprises a lid and a case body.
  • the lid is rectangular.
  • the case body has a rectangular opening with a welded lid.
  • the case body has a non-rectangular shape.
  • the device body is connected to the lid.
  • the device body is disposed in the case.
  • An electrolyte is filled in the case.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view of the power storage device according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic side view of the power storage device according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a schematic exploded plan view of the power storage device according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a schematic perspective view of the power storage device according to the second embodiment.
  • FIG. 5 is a schematic exploded plan view of the electricity storage device according to the second embodiment.
  • FIG. 6 is a schematic perspective view of a power storage device according to a third embodiment.
  • FIG. 7 is a schematic exploded plan view of the power storage device according to the third embodiment.
  • FIG. 8 is a schematic perspective view of a power storage device according to a fourth embodiment.
  • FIG. 9 is a schematic exploded plan view of the power storage device according to the fourth embodiment.
  • FIG. 10 is a schematic perspective view of the power storage device according to the fifth embodiment.
  • FIG. 11 is a schematic exploded plan view of the power storage device according to the fifth embodiment.
  • FIG. 12 is a schematic perspective view of a power storage device according to a sixth embodiment.
  • FIG. 13 is a schematic exploded plan view of the power storage device according to the sixth embodiment.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view of the power storage device according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic side view of the power storage device in the first embodiment.
  • FIG. 3 is a schematic exploded plan view of the power storage device according to the first embodiment.
  • the power storage device 1 shown in FIGS. 1 to 3 is a power storage device provided with an electrolyte such as an electrolyte or a gel electrolyte.
  • the storage device 1 may be, for example, a battery such as a secondary battery, or a capacitor such as an electric double layer capacitor.
  • the storage device 1 includes a case 2.
  • the case 2 can be made of, for example, a metal such as aluminum, stainless steel, iron, nickel or the like.
  • the case 2 has a case main body 2A and a lid 2B.
  • the case main body 2A is in the form of a non-rectangular parallelepiped.
  • the case body 2A has a rectangular parallelepiped shape having a rectangular parallelepiped notch 20 on the x2 side in the x-axis direction and on the z1 side in the z-axis direction.
  • the notch 20 is provided straddling the one side end and the other side end in the y-axis direction.
  • the case body 2A is configured such that the cross-sectional area in the x-axis direction decreases from the x1 side toward the x2 side.
  • the case body 2A is configured such that the cross-sectional area in the x-axis direction is discontinuously reduced from the x1 side toward the x2 side.
  • the case body 2A has a stepped portion.
  • first major surface 21 located on the z2 side
  • second and third major surfaces 22 and 23 located on the z1 side.
  • the second main surface 22 is relatively located on the x1 side
  • the third main surface 23 is relatively located on the x2 side.
  • the second major surface 22 is located closer to the z1 side than the third major surface 23.
  • the x2 side edge of the second major surface 22 and the x1 side edge of the third major surface 23 are connected by a rectangular side surface 24 extending along the y-axis direction and the z-axis direction.
  • the y1 side edge of the first major surface 21 and the y1 side edge of the second and third major surfaces are connected by a rectangular first end face 25 having a notch.
  • the y2 side edge of the first major surface 21 and the y2 side edge of the second and third major surfaces are connected by a rectangular second end surface 26 having a notch.
  • the x2 side edge of the first major surface 21 and the x2 side edge of the third major surface 23 are connected by a rectangular side surface 27 extending along the y-axis direction and the z-axis direction.
  • a rectangular opening 2A1 (see FIG. 3) is formed on the x1 side of each of the first major surface 21, the second major surface 22, and the first and second end faces 25 and 26. It is sectioned.
  • a rectangular lid 2B corresponding to the shape of the opening 2A1 is welded to the opening 2A1 of the case body 2A. Specifically, the lid 2B is welded so as to close the opening of the case body 2A. In other words, the case 2 is closed by the lid 2B.
  • the cross-sectional area in the normal direction (x-axis direction) of the lid 2B decreases It is configured to be
  • the cross-sectional area in the normal direction (x-axis direction) of the lid 2B is stepwise It is configured to be small.
  • the inventors of the present invention have found that, for example, as in the power storage device described in Patent Document 1, when the lid of the non-rectangular case included in the power storage device is not rectangular, the lid and the case main body are preferable. It is thought that it is difficult to achieve excellent reliability without welding.
  • the inventors of the present invention have found that if the lid is not rectangular as a result of intensive studies, the lid has a complicated shape, so that the lid and the case main body are not suitably welded, and excellent reliability is realized. I thought that was difficult.
  • the lid 2B since the lid 2B has a simple rectangular shape, it is difficult for a portion with low welding strength to be generated at the welding portion between the case body 2A and the lid 2B. Therefore, by forming the lid 2B in a rectangular shape, it is possible to realize the case 2 having excellent reliability, and thus the power storage device 1 having excellent reliability.
  • FIG. 4 is a schematic perspective view of the power storage device according to the second embodiment.
  • FIG. 5 is a schematic exploded plan view of the electricity storage device according to the second embodiment.
  • FIG. 6 is a schematic perspective view of a power storage device according to a third embodiment.
  • FIG. 7 is a schematic exploded plan view of the power storage device according to the third embodiment.
  • FIG. 8 is a schematic perspective view of a power storage device according to a fourth embodiment.
  • FIG. 9 is a schematic exploded plan view of the power storage device according to the fourth embodiment.
  • FIG. 10 is a schematic perspective view of the power storage device according to the fifth embodiment.
  • FIG. 11 is a schematic exploded plan view of the power storage device according to the fifth embodiment.
  • the shape of the case body 2A is not particularly limited as long as the case body 2A has a rectangular opening and is non-rectangular.
  • the case body 2A may have a step shape in which the cross-sectional area in the x-axis direction gradually decreases from the x1 side to the x2 side.
  • the lid 2B constitutes the side surface of the case 2 on the x2 side.
  • the case main body 2A is the x2 side in the x-axis direction, and is the rectangular parallelepiped notch 20a in the z1 side portion in the z-axis direction and the x2 side in the x-axis direction Alternatively, it may have a rectangular parallelepiped shape having a rectangular parallelepiped notch 20b at the z2 side portion in the z-axis direction.
  • each of the length along the y-axis direction and the length along the z-axis direction gradually decreases from x1 to x2
  • the cross-sectional area in the x-axis direction may gradually decrease in the direction from the x1 side to the x2 side.
  • the case body 2A has a shape in which the cross-sectional area in the normal direction (x-axis direction) of the lid 2B gradually decreases as it is separated from the opening 2A1 to which the lid 2B is welded. It may be done.
  • FIG. 12 is a schematic perspective view of a power storage device according to a sixth embodiment.
  • FIG. 13 is a schematic exploded plan view of the power storage device according to the sixth embodiment.
  • the present invention is not limited to this configuration.
  • An electricity storage device includes a case, a device body, and an electrolyte.
  • the case comprises a lid and a case body.
  • the lid is rectangular.
  • the case body has a rectangular opening with a welded lid.
  • the case body has a non-rectangular shape.
  • the device body is connected to the lid.
  • the device body is disposed in the case.
  • An electrolyte is filled in the case.
  • the “rectangular shape” includes a rectangular shape having rounded corners and a rectangular shape having chamfered corner portions.
  • the lid and the opening of the case body are rectangular. For this reason, the lid and the case body are welded firmly, and the reliability of the joint portion between the lid and the case body is high. Therefore, in the electricity storage device according to the present invention, it is difficult for the leakage of the electrolyte and the like, and excellent reliability can be realized.
  • the case body is configured such that the cross-sectional area in the normal direction of the lid decreases as the lid is separated from the opening where the lid is welded.
  • case body is configured such that the cross sectional area in the normal direction of the lid gradually decreases as the lid moves away from the opening where the lid is welded.
  • case body is configured such that the cross-sectional area in the normal direction of the lid gradually decreases as the lid moves away from the opening where the lid is welded.

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Abstract

直方体状ではない蓄電デバイスであって、優れた信頼性を有する蓄電デバイスを提供する。　蓄電デバイス（１）は、ケース（２）と、デバイス本体（３）と、電解質とを備える。ケース（２）は、蓋（２Ｂ）と、ケース本体（２Ａ）とを備える。蓋（２Ｂ）は矩形状である。ケース本体（２Ａ）は、蓋（２Ｂ）が溶接された矩形状の開口（２Ａ１）を有する。ケース本体（２Ａ）は、非直方体状である。デバイス本体（３）は、蓋（２Ｂ）に接続されている。デバイス本体（３）は、ケース（２）内に配されている。電解質は、ケース（２）内に充填されている。

Description

蓄電デバイス
　本発明は、蓄電デバイスに関する。
　従来、種々の電子機器の電源として、蓄電デバイスが用いられている。例えば、特許文献１には、ケースに電極組立体（デバイス本体）が収容された蓄電デバイスが記載されている。特許文献１に記載の蓄電デバイスは、平面視形状が矩形状でない蓄電デバイスである。
特表２０１５－５１８２５６号公報
　電子機器のデッドスペースに収容できるように、特許文献１に記載されているような直方体状ではない蓄電デバイスに対するニーズが高まってきている。
　また、蓄電デバイスの信頼性を向上したいという要望もある。
　本発明の主な目的は、直方体状ではない蓄電デバイスであって、優れた信頼性を有する蓄電デバイスを提供することにある。
　本発明に係る蓄電デバイスは、ケースと、デバイス本体と、電解質とを備える。ケースは、蓋と、ケース本体とを備える。蓋は矩形状である。ケース本体は、蓋が溶接された矩形状の開口を有する。ケース本体は、非直方体状である。デバイス本体は、蓋に接続されている。デバイス本体は、ケース内に配されている。電解質は、ケース内に充填されている。
　本発明によれば、直方体状ではない蓄電デバイスであって、優れた信頼性を有する蓄電デバイスを提供することができる。
図１は、第１の実施形態に係る蓄電デバイスの模式的斜視図である。 図２は、第１の実施形態に係る蓄電デバイスの模式的側面図である。 図３は、第１の実施形態に係る蓄電デバイスの模式的分解平面図である。 図４は、第２の実施形態に係る蓄電デバイスの模式的斜視図である。 図５は、第２の実施形態に係る蓄電デバイスの模式的分解平面図である。 図６は、第３の実施形態に係る蓄電デバイスの模式的斜視図である。 図７は、第３の実施形態に係る蓄電デバイスの模式的分解平面図である。 図８は、第４の実施形態に係る蓄電デバイスの模式的斜視図である。 図９は、第４の実施形態に係る蓄電デバイスの模式的分解平面図である。 図１０は、第５の実施形態に係る蓄電デバイスの模式的斜視図である。 図１１は、第５の実施形態に係る蓄電デバイスの模式的分解平面図である。 図１２は、第６の実施形態に係る蓄電デバイスの模式的斜視図である。 図１３は、第６の実施形態に係る蓄電デバイスの模式的分解平面図である。
　以下、本発明を実施した好ましい形態の一例について説明する。但し、下記の実施形態は、単なる例示である。本発明は、下記の実施形態に何ら限定されない。
　また、実施形態等において参照する各図面において、実質的に同一の機能を有する部材は同一の符号で参照することとする。また、実施形態等において参照する図面は、模式的に記載されたものである。図面に描画された物体の寸法の比率などは、現実の物体の寸法の比率などとは異なる場合がある。図面相互間においても、物体の寸法比率等が異なる場合がある。具体的な物体の寸法比率等は、以下の説明を参酌して判断されるべきである。
　（第１の実施形態）
　図１は、第１の実施形態に係る蓄電デバイスの模式的斜視図である。図２は、第１の実施形態における蓄電デバイスの模式的側面図である。図３は、第１の実施形態に係る蓄電デバイスの模式的分解平面図である。
　図１～図３に示す蓄電デバイス１は、電解質やゲル電解質などの電解質を備える蓄電デバイスである。具体的には、蓄電デバイス１は、例えば、二次電池等の電池、電気二重層コンデンサ等のコンデンサ等であってもよい。
　蓄電デバイス１は、ケース２を備えている。ケース２は、例えば、アルミニウム、ステンレス、鉄、ニッケル等の金属等により構成することができる。
　ケース２は、ケース本体２Ａと、蓋２Ｂとを有する。
　図１に示すように、ケース本体２Ａは、非直方体状である。具体的には、ケース本体２Ａは、ｘ軸方向のｘ２側であって、ｚ軸方向のｚ１側部分に直方体状の切欠２０を有する直方体状である。切欠２０は、ｙ軸方向における一方側端部と他方側端部とに跨がって設けられている。このため、ケース本体２Ａは、ｘ１側からｘ２側に向かってｘ軸方向における横断面積が小さくなるように構成されている。具体的には、ケース本体２Ａは、ｘ１側からｘ２側に向かってｘ軸方向における横断面積が非連続的に小さくなるように構成されている。換言すれば、ケース本体２Ａは、段差部を有している。
　より詳細には、ｚ２側に位置している第１の主面２１と、ｚ１側に位置している第２及び第３の主面２２，２３とを有する。第２及び第３の主面２２，２３のうち、第２の主面２２が相対的にｘ１側に位置しており、第３の主面２３が相対的にｘ２側に位置している。第２の主面２２は、第３の主面２３よりもｚ１側に位置している。第２の主面２２のｘ２側端辺と、第３の主面２３のｘ１側端辺とは、ｙ軸方向及びｚ軸方向に沿って延びる矩形状の側面２４によって接続されている。第１の主面２１のｙ１側端辺と、第２及び第３の主面のｙ１側端辺とは、切欠部を有する矩形状の第１の端面２５により接続されている。一方、第１の主面２１のｙ２側端辺と、第２及び第３の主面のｙ２側端辺とは、切欠部を有する矩形状の第２の端面２６により接続されている。第１の主面２１のｘ２側端辺と、第３の主面２３のｘ２側端辺とは、ｙ軸方向及びｚ軸方向に沿って延びる矩形状の側面２７によって接続されている。第１の主面２１と、第２の主面２２と、第１及び第２の端面２５，２６とのそれぞれにおけるｘ１側の端辺により、矩形状の開口２Ａ１（図３を参照。）が区画形成されている。
　ケース本体２Ａの開口２Ａ１には、開口２Ａ１の形状に対応した矩形状の蓋２Ｂが溶接されている。具体的には、蓋２Ｂは、ケース本体２Ａの開口を塞ぐように溶接されている。換言すれば、ケース２は、蓋２Ｂにより封鎖されている。
　以上説明したように、ケース本体２Ａは、蓋２Ｂが溶接されている開口２Ａ１から離れるに従って（ｘ１側からｘ２側に向かって）、蓋２Ｂの法線方向（ｘ軸方向）における横断面積が小さくなるように構成されている。詳細には、ケース本体２Ａは、蓋２Ｂが溶接されている開口２Ａ１から離れるに従って（ｘ１側からｘ２側に向かって）、蓋２Ｂの法線方向（ｘ軸方向）における横断面積が段階的に小さくなるように構成されている。
　本発明者らは、鋭意検討の結果、例えば、特許文献１に記載の蓄電デバイスのように、蓄電デバイスが有する非直方体状のケースの蓋が矩形状ではない場合、蓋とケース本体とが好適に溶接されず、優れた信頼性を実現することが困難であることに想到した。本発明者らは、さらに鋭意検討の結果、蓋が矩形状ではない場合は、蓋が複雑な形状となるため、蓋とケース本体とが好適に溶接されにくく、優れた信頼性を実現することが困難であることに想到した。
　本実施形態では、蓋２Ｂがシンプルな矩形状であるため、ケース本体２Ａと蓋２Ｂとの溶接箇所に溶接強度が低い部分が生じ難い。従って、蓋２Ｂを矩形状とすることにより、優れた信頼性を有するケース２、ひいては優れた信頼性を有する蓄電デバイス１を実現し得る。
　以下、本発明の好ましい実施形態の他の例について説明する。以下の説明において、上記第１の実施形態と実質的に共通の機能を有する部材を共通の符号で参照し、説明を省略する。
　（第２～第５の実施形態）
　図４は、第２の実施形態に係る蓄電デバイスの模式的斜視図である。図５は、第２の実施形態に係る蓄電デバイスの模式的分解平面図である。図６は、第３の実施形態に係る蓄電デバイスの模式的斜視図である。図７は、第３の実施形態に係る蓄電デバイスの模式的分解平面図である。図８は、第４の実施形態に係る蓄電デバイスの模式的斜視図である。図９は、第４の実施形態に係る蓄電デバイスの模式的分解平面図である。図１０は、第５の実施形態に係る蓄電デバイスの模式的斜視図である。図１１は、第５の実施形態に係る蓄電デバイスの模式的分解平面図である。
　本発明においては、ケース本体２Ａが矩形状の開口を有しており、かつ非直方体状である限り、ケース本体２Ａの形状は特に限定されない。
　例えば、図４及び図５に示すように、ケース本体２Ａは、ｘ１側からｘ２側に向かってｘ軸方向における横断面積が段階的に小さくなる階段状であってもよい。なお、本実施形態において、蓋２Ｂは、ケース２のｘ２側の側面を構成している。
　例えば、図６及び図７に示すように、ケース本体２Ａが、ｘ軸方向のｘ２側であって、ｚ軸方向のｚ１側部分に直方体状の切欠２０ａと、ｘ軸方向のｘ２側であって、ｚ軸方向のｚ２側部分に直方体状の切欠２０ｂとを有する直方体状であってもよい。
　例えば、図８及び図９に示すように、ケース本体２Ａは、ｙ軸方向に沿った長さ及びｚ軸方向に沿った長さのそれぞれが、ｘ１側からｘ２側に向かって段階的に小さくなることにより、ｘ１側からｘ２側に向かってｘ軸方向における横断面積が段階的に小さくなる形状を有していてもよい。
　例えば、図１０及び図１１に示すように、ケース本体２Ａは、蓋２Ｂが溶接されている開口２Ａ１から離れるに従って、蓋２Ｂの法線方向（ｘ軸方向）における横断面積が漸減する形状を有していてもよい。
　（第６の実施形態）
　図１２は、第６の実施形態に係る蓄電デバイスの模式的斜視図である。図１３は、第６の実施形態に係る蓄電デバイスの模式的分解平面図である。
　第２の実施形態では、ケース２のｘ１側の矩形状の側面を蓋２Ｂにより構成する例について説明した。但し、本発明は、この構成に限定されない。例えば、図１２及び図１３に示すように、ケース２のｚ２側の矩形状の側面を蓋２Ｂにより構成してもよい。
　本発明に係る蓄電デバイスは、ケースと、デバイス本体と、電解質とを備える。ケースは、蓋と、ケース本体とを備える。蓋は矩形状である。ケース本体は、蓋が溶接された矩形状の開口を有する。ケース本体は、非直方体状である。デバイス本体は、蓋に接続されている。デバイス本体は、ケース内に配されている。電解質は、ケース内に充填されている。
　なお、本発明において、「矩形状」には、角部が丸められた形状の矩形状や、角部が面取りされた矩形状が含まれるものとする。
　例えば、矩形状でない蓋が、矩形状でない開口を有するケース本体の開口に溶接されている場合、蓋に角部が多く存在するため、蓋とケース本体とを強固に溶接するのが困難であり、蓋とケース本体との接合部分の信頼性が低くなる場合がある。一方、本発明に係る蓄電デバイスでは、蓋とケース本体の開口とが矩形状である。このため、蓋とケース本体とが強固に溶接されており、蓋とケース本体との接合部分の信頼性が高い。よって、本発明に係る蓄電デバイスでは、電解質の漏洩等が生じ難く、優れた信頼性を実現することができる。
　ケース本体が、蓋が溶接されている開口から離れるに従って、蓋の法線方向における横断面積が小さくなるように構成されていることが好ましい。
　ケース本体が、蓋が溶接されている開口から離れるに従って、蓋の法線方向における横断面積が段階的に小さくなるように構成されていることが好ましい。
　ケース本体が、蓋が溶接されている開口から離れるに従って、蓋の法線方向における横断面積が漸減するように構成されていることが好ましい。
１　　　：蓄電デバイス
２　　　：ケース
２Ａ　　：ケース本体
２Ａ１　：開口
２Ｂ　　：蓋
３　　　：デバイス本体
２０ａ、２０ｂ　　：切欠
２１　　：第１の主面
２２　　：第２の主面
２３　　：第３の主面
２４　　：側面
２５　　：第１の端面
２６　　：第２の端面
２７　　：側面

Claims (4)

  1. 　矩形状の蓋と、前記蓋が溶接された矩形状の開口を有する非直方体状のケース本体とを有するケースと、
    　前記蓋に接続されており、前記ケース内に配されたデバイス本体と、
    　前記ケース内に充填された電解質と、
    　を備える、蓄電デバイス。
  2. 　前記ケース本体は、前記蓋が溶接されている開口から離れるに従って、前記蓋の法線方向における横断面積が小さくなるように構成されている、請求項１に記載の蓄電デバイス。
  3. 　前記ケース本体は、前記蓋が溶接されている開口から離れるに従って、前記蓋の法線方向における横断面積が段階的に小さくなるように構成されている、請求項２に記載の蓄電デバイス。
  4. 　前記ケース本体は、前記蓋が溶接されている開口から離れるに従って、前記蓋の法線方向における横断面積が漸減するように構成されている、請求項２に記載の蓄電デバイス。
     
PCT/JP2018/030176 2017-08-24 2018-08-13 蓄電デバイス WO2019039334A1 (ja)

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