WO2020071516A1 - 蓄電素子及びその製造方法 - Google Patents
蓄電素子及びその製造方法Info
- Publication number
- WO2020071516A1 WO2020071516A1 PCT/JP2019/039225 JP2019039225W WO2020071516A1 WO 2020071516 A1 WO2020071516 A1 WO 2020071516A1 JP 2019039225 W JP2019039225 W JP 2019039225W WO 2020071516 A1 WO2020071516 A1 WO 2020071516A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- electrode
- connection portion
- terminal
- current collector
- axis direction
- Prior art date
Links
- 238000003860 storage Methods 0.000 title claims abstract description 67
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 18
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims description 38
- 238000005304 joining Methods 0.000 abstract description 5
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 27
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 27
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 14
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 8
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 6
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 6
- -1 polypropylene Polymers 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 239000011255 nonaqueous electrolyte Substances 0.000 description 4
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 description 3
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004696 Poly ether ether ketone Substances 0.000 description 2
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 2
- 239000004734 Polyphenylene sulfide Substances 0.000 description 2
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 2
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 2
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229920001707 polybutylene terephthalate Polymers 0.000 description 2
- 229920002530 polyetherether ketone Polymers 0.000 description 2
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 2
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 2
- 229920000069 polyphenylene sulfide Polymers 0.000 description 2
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 2
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 229920012266 Poly(ether sulfone) PES Polymers 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- JUPQTSLXMOCDHR-UHFFFAOYSA-N benzene-1,4-diol;bis(4-fluorophenyl)methanone Chemical compound OC1=CC=C(O)C=C1.C1=CC(F)=CC=C1C(=O)C1=CC=C(F)C=C1 JUPQTSLXMOCDHR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 210000000078 claw Anatomy 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N tetrafluoroethene Chemical group FC(F)=C(F)F BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/64—Carriers or collectors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
- H01G11/10—Multiple hybrid or EDL capacitors, e.g. arrays or modules
- H01G11/12—Stacked hybrid or EDL capacitors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
- H01G11/74—Terminals, e.g. extensions of current collectors
- H01G11/76—Terminals, e.g. extensions of current collectors specially adapted for integration in multiple or stacked hybrid or EDL capacitors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
- H01G11/78—Cases; Housings; Encapsulations; Mountings
- H01G11/82—Fixing or assembling a capacitive element in a housing, e.g. mounting electrodes, current collectors or terminals in containers or encapsulations
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/04—Processes of manufacture in general
-
- 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
- H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
- H01M50/538—Connection of several leads or tabs of wound or folded electrode stacks
-
- 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
- H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
- H01M50/54—Connection of several leads or tabs of plate-like electrode stacks, e.g. electrode pole straps or bridges
-
- 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
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
- H01G11/78—Cases; Housings; Encapsulations; Mountings
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/052—Li-accumulators
- H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
-
- 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
- H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
Definitions
- the present invention relates to a power storage element including an electrode terminal, an electrode body, and a current collector connecting the electrode terminal and the electrode body, and a method for manufacturing the same.
- Patent Literature 1 discloses an electrode terminal, a plurality of electrode plates (electrode bodies), and a laminate in which both ends are joined to the electrode terminal and the plurality of electrode plates, and the electrode terminals and the plurality of electrode plates are electrically connected.
- a plurality of connecting plate members (current collectors), and the plurality of stacked connecting plate members are folded in a meandering manner between the electrode terminals and the plurality of electrode plates (a power storage element). Is disclosed.
- An object of the present invention is to provide a power storage element capable of improving energy density and a method for manufacturing the same.
- a power storage element is a power storage element including an electrode terminal, an electrode body, and a current collector that connects the electrode terminal and the electrode body, wherein the current collector includes the electrode terminal.
- a terminal connecting part connected to the electrode body, an electrode connecting part connected in the first direction to the electrode body, and an intermediate part connecting the terminal connecting part and the electrode connecting part, wherein the intermediate part is
- the electrode connection part and the terminal connection part are arranged at a position overlapping the terminal connection part when viewed from a first direction, and the electrode connection part and the terminal connection part are arranged on one side of the intermediate part in the first direction.
- the present invention can be realized not only as such a power storage element, but also as a current collector, a current collector, and a regulating portion provided in the power storage element, or a method of manufacturing the same.
- FIG. 1 is a perspective view illustrating an appearance of a power storage device according to an embodiment.
- FIG. 2 is an exploded perspective view showing each component by disassembling the power storage element according to the embodiment.
- FIG. 3 is a perspective view and a front view showing the configuration of the positive electrode current collector according to the embodiment.
- FIG. 4 is a perspective view showing a connection configuration between a positive electrode current collector, a positive electrode terminal, and an electrode body according to the embodiment.
- FIG. 5 is a diagram illustrating a method for manufacturing a power storage element according to the embodiment (a step of bending the positive electrode current collector).
- FIG. 6 is a perspective view showing a connection configuration between a positive electrode current collector, a positive electrode terminal, and an electrode body according to a first modification of the embodiment.
- FIG. 7 is a perspective view and a front view showing a configuration of a positive electrode current collector according to Modification 2 of the embodiment.
- the current collector is folded in a meandering shape, so that the electrode terminal and the electrode body are connected. Therefore, the electrode body is arranged at a position away from the electrode terminal. It will be. Thereby, the size of the electrode body is limited, and the energy density is reduced.
- a power storage element is a power storage element including an electrode terminal, an electrode body, and a current collector that connects the electrode terminal and the electrode body, wherein the current collector includes the electrode terminal.
- a terminal connecting part connected to the electrode body, an electrode connecting part connected in the first direction to the electrode body, and an intermediate part connecting the terminal connecting part and the electrode connecting part, wherein the intermediate part is
- the electrode connection part and the terminal connection part are arranged at a position overlapping the terminal connection part when viewed from a first direction, and the electrode connection part and the terminal connection part are arranged on one side of the intermediate part in the first direction.
- the current collector has the terminal connection portion, the electrode connection portion, and the intermediate portion, and the intermediate portion is disposed at a position overlapping the terminal connection portion when viewed from the first direction.
- the electrode connection part and the terminal connection part are arranged on one side of the intermediate part in the first direction.
- the electrode connection portion may be disposed away from the terminal connection portion in the first direction. If the electrode connection part is arranged away from the terminal connection part in the first direction, the electrode body will be arranged at a position away from the electrode terminal in the first direction, and the size of the electrode body will be limited.
- the electrode connection portion and the terminal connection portion are arranged on one side of the intermediate portion in the first direction. This allows the electrode body to be closer to the electrode terminal in the first direction, so that a larger electrode body can be arranged, and the energy density can be improved.
- the electrode connection part may be arranged at a position that does not overlap with the terminal connection part when viewed from the first direction.
- the electrode connection portion is disposed at a position that does not overlap with the terminal connection portion when viewed from the first direction.
- the electrode connection portion can be closer to the terminal connection portion in the first direction. For this reason, since the electrode body can be made to approach the electrode terminal in the first direction, a larger electrode body can be arranged, and the energy density can be improved.
- the electrode connection portion is disposed in a second direction of the intermediate portion that intersects the first direction, and the intermediate portion is a third portion of the terminal connection portion that intersects the first direction and the second direction. It may be connected to the end in the direction.
- the electrode connection portion is arranged in the second direction of the intermediate portion, and the intermediate portion is connected to an end of the terminal connection portion in the third direction.
- the electrode connection portion in the second direction of the intermediate portion, the portion of the electrode connection portion that does not overlap with the intermediate portion when viewed from the first direction is brought closer to the terminal connection portion in the first direction. Can be. Therefore, the electrode body can be closer to the electrode terminal in the first direction, so that a larger electrode body can be arranged.
- the electrode connection part may be easily connected to the electrode body. Thereby, the energy density can be improved while facilitating the connection between the current collector and the electrode body.
- the intermediate portion has a bent portion bent or curved toward the electrode connection portion at a connection portion with the electrode connection portion, and the bent portion, when viewed from the first direction, has the terminal connection portion. And may be arranged at a position overlapping with.
- the intermediate portion has a bent portion at a portion connected to the electrode connection portion, and the bent portion is arranged at a position overlapping the terminal connection portion.
- the intermediate portion has a shape that bends from the position of the terminal connection portion, so that the size of the electrode connection portion can be increased.
- the electrode body can be connected to the larger electrode connection portion, so that the electrode body and the current collector can be more stably connected.
- a regulating portion for regulating at least one of the electrode connecting portion and the intermediate portion from moving in the direction away from the terminal connecting portion in the first direction may be provided.
- the power storage element includes the regulating portion that regulates at least one of the electrode connecting portion and the intermediate portion of the current collector from moving away from the terminal connecting portion in the first direction.
- the regulating portion that regulates at least one of the electrode connecting portion and the intermediate portion of the current collector from moving away from the terminal connecting portion in the first direction.
- the method for manufacturing a power storage element is a method for manufacturing a power storage element including an electrode terminal, an electrode body, and a current collector connecting the electrode terminal and the electrode body,
- the body has a terminal connection portion connected to the electrode terminal, an electrode connection portion connected to the electrode body in the first direction, and an intermediate portion connecting the terminal connection portion and the electrode connection portion,
- the intermediate portion is disposed at a position overlapping the terminal connection portion when viewed from the first direction, and the electrode connection portion and the terminal connection portion in the first direction.
- a bending step of bending the current collector so as to be disposed on one side of the intermediate portion.
- the intermediate portion of the current collector is disposed at a position overlapping the terminal connection portion of the current collector, and the electrode connection portion of the current collector is connected to the terminal connection portion.
- the current collector is bent so that the portion is disposed on one side of the intermediate portion in the first direction.
- the current collector is bent in two stages in the order of a first bending step and a second bending step, and in the first bending step, at least one of the electrode connection portion and the intermediate portion is While supporting from both sides in the first direction, bringing the terminal connection portion closer to the intermediate portion, in the second bending step, at least one of the electrode connection portion and the intermediate portion is the terminal connection portion in the first direction.
- the terminal connection portion may be further brought closer to the intermediate portion while being supported from the opposite side.
- the current collector in the bending process, can be bent efficiently by bending the current collector in two stages in the order of the first bending process and the second bending process.
- a power storage element whose energy density can be easily improved can be manufactured.
- the direction of arrangement of a pair of (positive electrode side and the side of negative electrode) electrode terminals of a power storage element the direction of arrangement of a pair of current collectors, the direction of arrangement of a pair of tab bundles of an electrode body, or
- the opposite direction of the short side of the container is defined as the X-axis direction.
- the opposite direction of the long side of the container, the short direction of the short side of the container, the thickness direction of the container, or the lamination direction of the electrode plates of the electrode body is defined as the Y-axis direction.
- the Z-axis direction is defined as the direction in which the electrode terminals, the current collector, and the electrode body are arranged, the direction in which the container body and the lid of the power storage element are arranged, the longitudinal direction of the short side surface of the container, or the up-down direction.
- These X-axis direction, Y-axis direction, and Z-axis direction are directions that intersect each other (orthogonal in the present embodiment).
- the Z-axis direction may not be the vertical direction depending on the usage mode, the Z-axis direction will be described below as the vertical direction for convenience of description.
- the plus side in the X-axis direction indicates the arrow direction side of the X-axis
- the minus side in the X-axis direction indicates the opposite side to the plus side in the X-axis direction.
- FIG. 1 is a perspective view showing the appearance of power storage element 10 according to the present embodiment.
- FIG. 2 is an exploded perspective view showing each component by disassembling power storage element 10 according to the present embodiment.
- the storage element 10 is a secondary battery that can charge and discharge electricity, and specifically, is a non-aqueous electrolyte secondary battery such as a lithium ion secondary battery.
- the electric storage element 10 drives a mobile body such as an electric vehicle (EV), a hybrid electric vehicle (HEV) or a plug-in hybrid electric vehicle (PHEV), a motorcycle, a watercraft, a snowmobile, an agricultural machine, a construction machine, and the like. Or as a battery for starting the engine.
- EV electric vehicle
- HEV hybrid electric vehicle
- PHEV plug-in hybrid electric vehicle
- the storage element 10 is not limited to a non-aqueous electrolyte secondary battery, and may be a secondary battery other than the non-aqueous electrolyte secondary battery or a capacitor.
- the storage element 10 may be a primary battery that can use the stored electricity without the user charging, instead of the secondary battery.
- power storage element 10 may be a battery using a solid electrolyte.
- a rectangular parallelepiped (square) power storage element 10 is illustrated; however, the shape of the power storage element 10 is not limited to a rectangular parallelepiped shape, and may be a polygonal prism, a cylindrical shape, or a long cylinder other than the rectangular parallelepiped. It may have a shape or the like, or may be a laminate type power storage element.
- power storage device 10 includes container 100, positive electrode terminal 200, negative electrode terminal 210, positive electrode upper gasket 300, and negative electrode upper gasket 310.
- the lower part of the positive electrode gasket 400, the lower part of the negative electrode gasket 500, the positive electrode current collector 600, the negative electrode current collector 610, and the electrode body 700 are accommodated inside the container 100.
- An electrolytic solution non-aqueous electrolyte
- the type of the electrolytic solution is not particularly limited as long as the performance of the electric storage element 10 is not impaired, and various types can be selected.
- a spacer disposed on the side or above the electrode body 700 or an insulating film surrounding the electrode body 700 or the like may be disposed.
- the container 100 is a rectangular parallelepiped (box-shaped) case composed of a container body 110 having a rectangular tubular shape and having a bottom, and a lid 120 that is a plate-like member that closes the opening of the container body 110.
- the container 100 has a configuration in which the inside of the container 100 can be sealed by, for example, welding the container body 110 and the lid 120 after housing the electrode body 700 and the like inside.
- the material of the container 100 is not particularly limited, but is preferably a weldable metal such as stainless steel, aluminum, an aluminum alloy, iron, or a plated steel plate.
- the lid 120 is provided with a gas discharge valve 121 for discharging gas inside the container 100 when the internal pressure of the container 100 increases.
- the container 100 may be provided with a liquid injection part for injecting the electrolyte therein.
- the electrode body 700 is a power storage element (power generation element) that includes a positive electrode plate, a negative electrode plate, and a separator and can store electricity.
- the positive electrode plate has a flat and rectangular positive electrode current collector foil made of aluminum or an aluminum alloy or the like, and a positive electrode active material layer formed on the surface of the positive electrode current collector foil.
- the negative electrode plate has a flat and rectangular negative electrode current collector foil made of copper or a copper alloy or the like, and a negative electrode active material layer formed on the surface of the negative electrode current collector foil.
- known materials can be appropriately used as long as they are active materials capable of inserting and extracting lithium ions.
- Both the positive electrode current collector foil and the negative electrode current collector foil have rectangular tabs protruding upward (to the positive side in the Z-axis direction).
- a plurality of tabs are stacked on both the positive and negative plates.
- a tab bundle 710 on the positive electrode side and a tab bundle 720 on the negative electrode side are formed on the electrode body 700.
- the shapes of the positive electrode plate and the negative electrode plate are not limited to the rectangular shape, but a polygonal shape other than the rectangular shape, an oblong shape, and an oval shape. And so on.
- the tabs of the positive electrode plate and the negative electrode plate are not limited to the rectangular shape, and may have any shape other than the rectangular shape, such as a polygonal shape, a semicircular shape, a semielliptical shape, and a semielliptical shape.
- the laminated positive electrode plate and negative electrode plate may be fixed by placing an insulating tape around the electrode body 700 or on both sides in the X-axis direction and sandwiching the insulating tape in the laminating direction (Y-axis direction). Alternatively, the positive electrode plate and the negative electrode plate may be fixed in the laminating direction by a heat press or the like.
- the positive electrode terminal 200 is an electrode terminal that is electrically connected to the positive electrode plate of the electrode body 700 via the positive electrode current collector 600.
- the negative electrode terminal 210 is an electrode terminal that is electrically connected to the negative electrode plate of the electrode body 700 via the negative electrode current collector 610. That is, the positive electrode terminal 200 and the negative electrode terminal 210 lead the electricity stored in the electrode body 700 to the space outside the power storage element 10, and introduce electricity into the internal space of the power storage element 10 to store the electricity in the electrode body 700. It is a metal electrode terminal for performing.
- the positive electrode terminal 200 and the negative electrode terminal 210 are connected to the positive electrode current collector 600 and the negative electrode current collector 610 by caulking or the like, and are attached to the lid 120.
- the positive electrode terminal 200 has a cylindrical shaft portion 201 (rivet portion) extending downward (to the negative side in the Z-axis direction).
- the shaft portion 201 has a circular through hole 301 of the positive electrode upper gasket 300, a circular through hole 123 of the lid 120, a circular through hole 401 of the positive electrode lower gasket 400, and a circle of the positive electrode current collector 600. It is inserted into the through hole 601 having a shape and caulked. Thereby, the positive electrode terminal 200 is fixed to the lid 120 together with the positive electrode upper gasket 300, the positive electrode lower gasket 400, and the positive electrode current collector 600. The same applies to the negative electrode side.
- the positive electrode terminal 200 and the negative electrode terminal 210 are formed of aluminum, an aluminum alloy, copper, a copper alloy, or the like.
- the positive electrode current collector 600 is a flat conductive member that electrically connects the positive electrode plate of the electrode body 700 and the positive electrode terminal 200.
- the negative electrode current collector 610 is a flat conductive member that electrically connects the negative electrode plate of the electrode body 700 and the negative electrode terminal 210.
- the positive electrode current collector 600 is joined to the tab bundle 710 on the positive electrode side of the electrode body 700 by welding or the like, and is joined to the positive electrode terminal 200 by caulking as described above.
- the negative electrode current collector 610 is joined to the tab bundle 720 on the negative electrode side of the electrode body 700 by welding or the like, and is joined to the negative electrode terminal 210 by caulking as described above.
- the positive electrode current collector 600 is formed of aluminum or an aluminum alloy or the like, and the negative electrode current collector 610 is formed of copper or a copper alloy or the like.
- the positive electrode current collector 600 and the negative electrode current collector 610 are arranged between the electrode body 700 and the lid 120 of the container 100. Specifically, the positive electrode current collector 600 is arranged between the positive electrode side tab bundle 710 of the electrode body 700 and the positive electrode lower gasket 400, and the negative electrode current collector 610 is disposed on the negative electrode side tab bundle of the electrode body 700. 720 and a lower gasket 500 of the negative electrode. That is, the positive electrode current collector 600 is arranged at a position sandwiching the lower gasket 400 with the lid 120, and the negative electrode current collector 610 is arranged at a position sandwiching the lower gasket 500 with the lid 120. Detailed descriptions of the configurations of the positive electrode current collector 600 and the negative electrode current collector 610 will be described later.
- the positive electrode upper gasket 300 is a flat electrically insulating sealing member disposed between the lid 120 of the container 100 and the positive electrode terminal 200.
- the negative electrode upper gasket 310 is a flat electrically insulating sealing member disposed between the lid 120 of the container 100 and the negative electrode terminal 210.
- the positive electrode upper gasket 300 is formed to cover the lower part and the side part of the positive electrode terminal 200
- the negative electrode upper gasket 310 is formed to cover the lower part and the side part of the negative electrode terminal 210.
- the positive electrode lower gasket 400 is a flat electrically insulating sealing member disposed between the lid 120 and the positive electrode current collector 600.
- the negative electrode lower gasket 500 is a flat electrically insulating sealing member disposed between the lid 120 and the negative electrode current collector 610.
- the cathode upper gasket 300, the anode upper gasket 310, the cathode lower gasket 400, and the anode lower gasket 500 are made of polypropylene (PP), polyethylene (PE), polyphenylene sulfide resin (PPS), polyethylene terephthalate (PET), polyether ether ketone ( PEEK), resin such as tetrafluoroethylene / perfluoroalkyl vinyl ether (PFA), polytetrafluoroethylene (PTFE), polybutylene terephthalate (PBT), polyethersulfone (PES), and composite materials thereof Have been.
- PP polypropylene
- PE polyethylene
- PPS polyphenylene sulfide resin
- PET polyethylene terephthalate
- PEEK polyether ether ketone
- resin such as tetrafluoroethylene / perfluoroalkyl vinyl ether (PFA), polytetrafluoroethylene (PTFE), polybutylene
- FIG. 3 is a perspective view and a front view showing the configuration of the positive electrode current collector 600 according to the present embodiment.
- FIG. 3A is a perspective view when the positive electrode current collector 600 is viewed from obliquely above, that is, an enlarged perspective view showing the positive electrode current collector 600 shown in FIG. 2 in an enlarged manner. is there.
- FIG. 3B is a front view of the positive electrode current collector 600 of FIG. 3A when viewed from the Y axis direction minus side.
- FIG. 4 is a perspective view showing a connection configuration between positive electrode current collector 600, positive electrode terminal 200, and electrode body 700 according to the present embodiment. Specifically, FIG.
- FIG. 4A is a perspective view of the configuration in a state where the terminal connection portion 602 of the positive electrode current collector 600 and the positive electrode terminal 200 are connected, as viewed obliquely from below.
- FIG. 4B is a perspective view of the configuration in a state where the electrode connection portion 603 of the positive electrode current collector 600 and the tab bundle 710 of the electrode body 700 are connected, as viewed obliquely from below.
- the electrode body 700 is omitted for convenience of explanation.
- the positive electrode current collector 600 is a member having one end connected to the positive electrode terminal 200 and the other end connected to the electrode body 700. Specifically, as shown in FIG. 3, the positive electrode current collector 600 includes a terminal connection portion 602 connected to the positive electrode terminal 200, an electrode connection portion 603 connected to the electrode body 700, and a terminal connection portion 602. And an intermediate portion 604 disposed between the electrode connection portions 603. That is, one L-shaped plate-shaped member is bent to form the positive electrode current collector 600 having the terminal connection portion 602, the intermediate portion 604, and the electrode connection portion 603.
- the terminal connection portion 602 is a rectangular and flat plate-shaped portion connected (joined) to the positive electrode terminal 200 by caulking or the like, and is arranged in parallel to the XY plane. That is, as described above, the terminal connection portion 602 has the through hole 601 and is oriented in the Z-axis direction (hereinafter, also referred to as the first direction) (facing in the Z-axis direction).
- the shaft 201 of the positive electrode terminal 200 is inserted into the terminal. As shown in FIG. 4A, the end of the shaft portion 201 on the negative side in the Z-axis direction is swaged to form a swaged portion 201a, and the positive electrode terminal 200 and the terminal connection portion 602 are connected in the Z-axis direction. Are joined.
- the method of connecting (joining) the terminal connecting portion 602 and the positive electrode terminal 200 is not limited to caulking, but is mechanical welding other than caulking such as ultrasonic welding, laser welding, resistance welding, or screw fastening. Bonding or the like may be used.
- the electrode connection portion 603 is a rectangular and flat plate-shaped portion that is connected (joined) to the tab bundle 710 of the electrode body 700 by welding or the like, and is arranged parallel to the XY plane. Specifically, in a state where the intermediate portion 604 and the electrode connection portion 603 shown in FIG. 4A are oriented in the Y-axis direction (facing in the Y-axis direction), the plus side of the electrode connection portion 603 in the Y-axis direction is used.
- the tab bundle 710 (not shown) of the electrode body 700 is joined to the first surface 603a of the electrode connecting portion, which is the surface of the electrode connecting portion, by welding.
- the welding is performed in a state where the tab bundle 710 is sandwiched between the electrode connection portion first surface 603a and the backing plate (not shown).
- the intermediate portion 604 and the electrode connection portion 603 are bent to the Y axis direction minus side.
- the electrode connection portion first surface 603a becomes a surface on the negative side in the Z-axis direction, and the electrode connection portion 603 is oriented in the Z-axis direction (facing in the Z-axis direction) in the Z-axis direction (first direction). )
- the structure is joined to the tab bundle 710 of the electrode body 700.
- the tab bundle 710 of the electrode body 700 is joined to the electrode connecting portion first surface 603a in a state of being extended in the Z-axis direction, and after being joined, bent in the Y-axis direction and extended in the Y-axis direction. It will be in the state that was done.
- any welding such as ultrasonic welding, laser welding, resistance welding, or the like may be used, or caulking or screw fastening may be used. Etc. may be used.
- the intermediate portion 604 is a substantially rectangular and substantially flat plate-shaped portion connecting the terminal connection portion 602 and the electrode connection portion 603, and is arranged in parallel with the XY plane. Specifically, the intermediate portion 604 is disposed on the negative side in the Z-axis direction of the terminal connection portion 602 and on the negative side in the X-axis direction of the electrode connection portion 603. That is, the intermediate portion 604 is arranged at a position overlapping the terminal connection portion 602 when viewed from the Z-axis direction (first direction), and is arranged so as to be aligned with the electrode connection portion 603 in the X-axis direction.
- the intermediate portion 604 has a connection portion 605 with the terminal connection portion 602 and a connection portion 606 with the electrode connection portion 603.
- connection portion 605 is connected to an end of the terminal connection portion 602 on the plus side in the Y-axis direction, and is a portion curved to have a convex shape on the plus side in the Y-axis direction, and having a U-shaped cross section in the YZ plane. It is. That is, as described above, the connection portion 605 is a bent portion formed by bending the intermediate portion 604 with respect to the terminal connection portion 602, and the other portion of the intermediate portion 604 and the terminal connection portion 602 are easily bent. It is formed thinner than that. Specifically, the connection portion 605 is formed by bending the intermediate portion 604 to the negative side in the Z-axis direction and the negative side in the Y-axis direction with respect to the terminal connection portion 602.
- the intermediate portion 604 is connected to the end of the terminal connection portion 602 on the plus side in the Y-axis direction (hereinafter, also referred to as the third direction), and is disposed on the minus side of the terminal connection portion 602 in the Z-axis direction.
- the connection portion 605 may be a bent portion instead of a curved portion.
- connection portion 606 is connected to the end of the electrode connection portion 603 on the minus side in the X-axis direction, and is inclined in the minus direction in the Z-axis direction toward the minus side in the X-axis direction. It is a part which becomes. That is, the connection portion 606 is an inclined portion formed by bending the intermediate portion 604 twice toward the negative side in the Z-axis direction and the negative side in the X-axis direction with respect to the electrode connection portion 603. As a result, the intermediate portion 604 is disposed on the negative side in the X-axis direction and the negative side in the Z-axis direction of the electrode connection portion 603.
- the electrode connection portion 603 is disposed on the plus side in the X-axis direction of the intermediate portion 604 (hereinafter, also referred to as a second direction). Specifically, the electrode connection part 603 is disposed on the plus side in the X-axis direction with respect to the intermediate part 604 and the terminal connection part 602. That is, the electrode connection portion 603 is arranged at a position that does not overlap with the intermediate portion 604 and the terminal connection portion 602 when viewed from the Z-axis direction (first direction).
- the electrode connecting portion 603 and the terminal connecting portion 602 are arranged on one side (the positive side in the Z-axis direction) of the intermediate portion 604 in the Z-axis direction (first direction).
- the electrode connection portion 603 is disposed closer to the terminal connection portion 602 than the intermediate portion 604 in the Z-axis direction (first direction). That is, the electrode connection portion 603 is disposed at a position closer to the terminal connection portion 602 or the lid 120 (or a position closer to the positive electrode lower gasket 400) than the intermediate portion 604 in the Z-axis direction (first direction). . In the present embodiment, the electrode connection part 603 is arranged at the same position as the terminal connection part 602 in the Z-axis direction.
- the electrode connection portion first surface 603a which is the surface on the Z axis direction minus side of the electrode connection portion 603, is larger than the middle portion first surface 604a, which is the surface on the Z axis direction minus side of the middle portion 604. It is arranged on the plus side in the Z-axis direction.
- the first surface 603a of the electrode connection portion is arranged on the same plane (the same position in the Z-axis direction) as the first surface 602a of the terminal connection portion 602, which is the surface on the minus side in the Z-axis direction of the terminal connection portion 602. .
- the electrode connection portion second surface 603b which is the surface on the Z axis direction plus side of the electrode connection portion 603, is coplanar with the terminal connection portion second surface 602b, which is the Z axis direction plus side surface of the terminal connection portion 602 ( (The same position in the Z-axis direction).
- the electrode connection portion 603 is arranged on the Z axis direction minus side or the Z axis direction plus side with respect to the terminal connection portion 602, so that the electrode connection portion first surface 603a is more than the terminal connection portion first surface 602a. It may be arranged on the Z axis direction minus side or the Z axis direction plus side. Alternatively, since the electrode connecting portion 603 has a thickness different from that of the terminal connecting portion 602, the electrode connecting portion first surface 603a is located on the negative side in the Z-axis direction or the Z direction with respect to the terminal connecting portion first surface 602a. It may be arranged on the positive side in the axial direction. Similarly, the electrode connection portion second surface 603b may be disposed on the Z axis direction minus side or the Z axis direction plus side with respect to the terminal connection portion second surface 602b.
- FIG. 5 is a diagram illustrating a method of manufacturing power storage device 10 according to the present embodiment (a process of bending positive electrode current collector 600).
- FIG. 5A is a side view showing a state before the positive electrode current collector 600 is bent
- FIG. 5B is a side view showing the state where the positive electrode current collector 600 is being bent
- FIG. 5C is a side view showing a state after the positive electrode current collector 600 has been bent.
- the Z-axis direction is also referred to as the first direction.
- the Y-axis direction is also referred to as the first direction.
- the illustration of the positive electrode terminal 200, the positive electrode upper gasket 300, and the positive electrode lower gasket 400 is omitted, and the cover 120, the positive electrode current collector 600, and the electrode 700 are schematically shown.
- the terminal connection portion 602 is joined to the lid 120 in a state where the terminal connection portion 602 of the positive electrode current collector 600 is orthogonal to the electrode connection portion 603 and the intermediate portion 604.
- the connection portion 603 is joined to the tab bundle 710 of the electrode body 700.
- the terminal connection part 602 is brought close to the middle part 604 while supporting at least one of the electrode connection part 603 and the middle part 604 from both sides in the Y-axis direction (first direction).
- the intermediate portion 604 is supported by being pressed from both sides in the Y-axis direction by a jig or the like with a force F1.
- the terminal connection part 602 is pushed to the negative side in the Z-axis direction by the force F2 to bend the connection part 605, so that the terminal connection part 602 is rotated around the connection part 605 to approach the intermediate part 604.
- the electrode connection portion 603 may be supported from both sides in the Y-axis direction.
- connection portion 605 is rotated so that the terminal connection portion 602 rotates about 50 ° to 70 ° until the amount of springback caused by the connection portion 605 exceeds the peak.
- the terminal connection portion 602 is bent so as to approach the intermediate portion 604. Then, as a second bending step, while supporting at least one of the electrode connecting portion 603 and the intermediate portion 604 from the side opposite to the terminal connecting portion 602 in the Y-axis direction (first direction), the terminal connecting portion 602 is connected to the intermediate portion. 604.
- the intermediate portion 604 is supported by being pressed from the plus side in the Y-axis direction by a jig or the like with a force F3.
- the terminal connection part 602 By pushing the terminal connection part 602 to the plus side in the Y-axis direction with the force F4 and further bending the connection part 605, the terminal connection part 602 is rotated about the connection part 605 to be closer to the intermediate part 604.
- the electrode connection portion 603 may be supported from the plus side in the Y-axis direction.
- the terminal connection portion 602 is oriented in the Y-axis direction (facing in the Y-axis direction), in other words, is parallel to the electrode connection portion 603 and the intermediate portion 604.
- the intermediate portion 604 is disposed at a position overlapping the terminal connection portion 602 when viewed from the Y-axis direction, and the electrode connection portion 603 and the terminal connection portion 602 are connected to one side (Y (The negative side in the axial direction). That is, in the bending step, the positive electrode current collector 600 is bent in two stages in the order of the first bending step and the second bending step.
- the intermediate portion 604 is arranged at a position overlapping the terminal connection portion 602 when viewed from the Y axis direction (first direction), and the electrode connection portion 603 and the terminal connection portion 602 are connected in the Y axis direction.
- the positive electrode current collector 600 is bent so as to be disposed on one side (the negative side in the Y-axis direction) of the intermediate portion 604 in the (first direction). It can also be said that the positive electrode current collector 600 is bent so that the electrode connection portion 603 is disposed closer to the terminal connection portion 602 than the intermediate portion 604 in the Y-axis direction (first direction).
- the positive electrode current collector 600 is tilted to the plus side in the Y-axis direction together with the lid 120 (the tab bundle 710 is bent), and is oriented in the Z-axis direction as shown in FIG. (Facing in the Z-axis direction).
- the definition of the first direction also changes from the Y-axis direction to the Z-axis direction.
- the forces F1 to F4 may be any values as long as the positive electrode current collector 600 can be bent as described above, and are appropriately determined according to the material of the positive electrode current collector 600 and the like.
- positive electrode current collector 600 has terminal connection portion 602, electrode connection portion 603, and intermediate portion 604, and intermediate portion 604 Is disposed at a position overlapping with the terminal connection portion 602 when viewed from the first direction (Z-axis direction), and the electrode connection portion 603 and the terminal connection portion 602 are disposed on one side of the intermediate portion 604 in the first direction. I have.
- the electrode connection portion 603 may be disposed apart from the terminal connection portion 602 in the first direction.
- the electrode connection portion 603 is arranged away from the terminal connection portion 602 in the first direction, the electrode body 700 is arranged at a position away from the positive electrode terminal 200 in the first direction, and the size of the electrode body 700 is reduced. Limited. Therefore, the electrode connection portion 603 and the terminal connection portion 602 are arranged on one side of the intermediate portion 604 in the first direction. Accordingly, the electrode body 700 can be brought closer to the positive electrode terminal 200 in the first direction, so that a larger electrode body 700 can be arranged, and the energy density can be improved.
- the electrode connection portion 603 is disposed at a position that does not overlap with the terminal connection portion 602 when viewed from the first direction.
- the electrode connection portion 603 can approach the terminal connection portion 602 in the first direction. For this reason, since the electrode body 700 can be made to approach the positive electrode terminal 200 in the first direction, a larger electrode body 700 can be arranged, and the energy density can be improved.
- the electrode connection portion 603 is disposed in the second direction (the X axis direction plus side) of the intermediate portion 604, and the intermediate portion 604 is disposed in the third direction (the Y axis direction plus side) of the terminal connection portion 602. ) Is connected to the end.
- the electrode connection portion 603 in the second direction of the intermediate portion 604, a portion of the electrode connection portion 603 that does not overlap with the intermediate portion 604 when viewed from the first direction is connected to the terminal in the first direction.
- the unit 602 can be approached. Therefore, the electrode body 700 can be brought closer to the positive electrode terminal 200 in the first direction.
- the electrode connection portion 603 can be easily connected to the electrode body 700. That is, when the intermediate portion 604 is connected to the end of the terminal connection portion 602 on the negative side in the X-axis direction, the electrode connection portion is opened in an L-shaped 90 ° with respect to the terminal connection portion 602. When connecting the tab bundle 710 of the electrode body 700 to 603, it is necessary to twist the tab bundle 710 by 90 °. On the other hand, by connecting the intermediate portion 604 to the end of the terminal connection portion 602 in the third direction, it is not necessary to twist the tab bundle 710 by 90 ° even when the intermediate portion 604 is opened with respect to the terminal connection portion 602. Therefore, the tab bundle 710 can be easily connected to the electrode connection portion 603. This facilitates the connection between the current collector 600 and the electrode body 700, allows the larger electrode body 700 to be arranged, and improves the energy density.
- the positive electrode current collector 600 has a structure in which a plate-like member is bent, and the position of the electrode connection portion 603 with respect to the terminal connection portion 602 via the intermediate portion 604 can be arbitrarily moved to some extent. Therefore, the degree of freedom of the position of the electrode connecting part 603 is high, so that the connection between the electrode connecting part 603 and the electrode body 700 can be easily performed. Further, since the electrode connecting portion 603 can be brought closer to the electrode body 700, the length of the projection of the tab bundle 710 can be reduced. If the protruding length of the tab bundle 710 can be reduced, the space occupied by the tab bundle 710 in the container 100 is reduced, so that a larger electrode body 700 can be arranged, and the energy density can be improved.
- intermediate portion 604 of positive electrode current collector 600 is arranged at a position overlapping terminal connection portion 602 of positive electrode current collector 600, and electrode connection of positive electrode current collector 600 is performed.
- the positive electrode current collector 600 is bent so that the portion 603 and the terminal connection portion 602 are arranged on one side of the intermediate portion 604 in the first direction.
- the positive current collector 600 can be bent efficiently by bending the positive electrode current collector 600 in two stages in the order of the first bending step and the second bending step. This makes it possible to easily manufacture the power storage device 10 capable of improving the energy density.
- FIG. 6 is a perspective view showing a connection configuration between a positive electrode current collector 600, a positive electrode terminal 200, and an electrode body 700 according to a first modification of the present embodiment. Specifically, (a) of FIG. 6 is a diagram corresponding to (a) of FIG. 4, and (b) of FIG. 6 is a diagram corresponding to (b) of FIG.
- a positive electrode lower gasket 400a is arranged instead of the positive electrode lower gasket 400 in the above embodiment.
- the positive electrode lower gasket 400a according to the present modification has a restricting portion 403 in addition to the configuration of the positive electrode lower gasket 400 according to the above embodiment.
- Other configurations are the same as in the above embodiment.
- the restricting portion 403 moves at least one of the electrode connecting portion 603 and the intermediate portion 604 of the positive electrode current collector 600 in a direction away from the terminal connecting portion 602 (Z-axis direction minus side) in the Z-axis direction (first direction). This is the part that regulates
- the restricting portion 403 is provided on the surface of the positive electrode lower gasket 400a on the positive side in the X-axis direction, on the negative side in the Z-axis direction, and on the negative side in the X-axis direction.
- the regulating part 403 when the electrode connecting part 603 and the intermediate part 604 are bent with respect to the terminal connecting part 602, the regulating part 403 has an end on the positive side in the X-axis direction of the electrode connecting part 603. The portion is disposed on the minus side in the Z-axis direction.
- the restricting portion 403 engages with the positive end of the electrode connection portion 603 in the X-axis direction, and the electrode connection portion 603 is separated from the terminal connection portion 602 in the Z-axis direction (first direction) (Z-axis direction). (Negative direction).
- the restricting portion 403 may be arranged at the end of the electrode connection portion 603 on the plus side in the Y-axis direction or on the minus side in the Y-axis direction, or the end portion of the intermediate portion 604 on the minus side in the X-axis direction or the minus side in the Y-axis direction. May be arranged.
- the positive electrode lower gasket 400a may have a plurality of restricting portions 403 arranged at any one of these ends.
- the restricting portion 403 is preferably arranged at the end of the electrode connecting portion 603 on the plus side in the X-axis direction or on the minus side in the Y-axis direction. From the viewpoint of suppressing damage to the tab bundle 710 joined to the electrode connecting portion 603, the restricting portion 403 is disposed at the end of the intermediate portion 604 on the minus side in the X-axis direction or on the minus side in the Y-axis direction. Is preferred.
- the restricting portion 403 is provided on the negative side in the Y-axis direction of the electrode connecting portion 603 or on the intermediate portion 604. It is preferable to be arranged at the end on the Y axis direction minus side.
- the positive electrode lower gasket 400a includes a restricting portion 403 that restricts at least one of the electrode connecting portion 603 and the intermediate portion 604 of the positive electrode current collector 600 from separating from the terminal connecting portion 602 in the first direction (Z-axis direction).
- a restricting portion 403 that restricts at least one of the electrode connecting portion 603 and the intermediate portion 604 of the positive electrode current collector 600 from separating from the terminal connecting portion 602 in the first direction (Z-axis direction).
- the electrode body 700 is prevented from moving away from the positive electrode terminal 200 in the first direction. it can.
- the positive electrode current collector 600 has a structure in which the plate-like member is bent at the connection portion 605, the electrode connection portion 603 and the intermediate portion 604 are separated from the terminal connection portion 602 by springback caused by the connection portion 605. Easy to move in the direction. For this reason, the significance of regulating at least one of the electrode connecting portion 603 and the intermediate portion 604 from the terminal connecting portion 602 by the regulating portion 403 is particularly significant. Accordingly, the electrode body 700 can be brought closer to the positive electrode terminal 200 in the first direction, so that a larger electrode body 700 can be arranged, and the energy density can be improved.
- the restricting portion 403 may not be a protrusion that engages with at least one of the electrode connecting portion 603 and the intermediate portion 604, and may be a fitting portion that fits with at least one of the electrode connecting portion 603 and the intermediate portion 604. .
- the restricting portion 403 may be provided in the terminal connecting portion 602, the lid 120, the caulking portion 201a, or the like, instead of the positive electrode lower gasket 400a.
- the restricting portion 403 includes an adhesive or a double-sided tape for bonding at least one of the electrode connecting portion 603 and the intermediate portion 604 and the terminal connecting portion 602 or the positive electrode lower gasket 400a, a joining portion for caulking, a fastening portion for screw fastening, A welded portion to be welded, a welded portion to be welded and the like may be used.
- FIG. 7 is a perspective view and a front view showing a configuration of a positive electrode current collector 600a according to Modification 2 of the present embodiment.
- FIG. 7A is a perspective view when the positive electrode current collector 600a is open, that is, when the state as shown in FIG. 4A is viewed from obliquely below.
- FIG. 7B is a front view of the state where the positive electrode current collector 600a is closed, that is, the state as shown in FIG. 4B when viewed from the front, and FIG. FIG.
- the positive electrode current collector 600a according to the present modification is different from the positive electrode current collector 600 in the above-described embodiment in that the connecting portion between the intermediate portion 604 and the terminal connection portion 602 has an X.
- a concave portion 607 that is concaved in the negative axial direction is formed.
- the length of the connection portion 605a in the present modification in the X-axis direction is shorter than the length of the connection portion 605 in the above embodiment. That is, in the present modification, the connection portion 606 and the electrode connection portion 603 are arranged on the minus side in the X-axis direction as compared with the above embodiment.
- the bent portions 606a and 606b of the connection portion 606 are also arranged on the minus side in the X-axis direction, so that the bent portion 606a is moved in the Z-axis direction as shown in FIG.
- the bent portions 606a and 606b are portions that are bent or curved from the intermediate portion 604 to the electrode connection portion 603 in the connection portion 606. That is, the bent portion 606a is a curved portion on the minus side in the X-axis direction of the connection portion 606, and the bent portion 606b is a curved portion on the plus side in the X-axis direction of the connection portion 606.
- Other configurations are the same as in the above embodiment.
- the intermediate portion 604 has a bent portion 606a at a connection portion 606 with the electrode connection portion 603, and the bent portion 606a is arranged at a position overlapping the terminal connection portion 602. .
- the intermediate portion 604 is bent from the position of the terminal connection portion 602, so that the size of the electrode connection portion 603 can be increased.
- the electrode body 700 can be connected to the larger electrode connection portion 603, so that the electrode body 700 and the positive electrode current collector 600 can be more stably connected.
- the electrode connection portion 603 has the same size as that of the above embodiment in this modification, the size of the positive electrode current collector 600a can be reduced, so that space can be saved.
- the electrode connection portion 603 is arranged so as to slightly move to the negative side in the Z-axis direction and further to the negative side in the X-axis direction. It can be arranged at a position overlapping with the terminal connection portion 602 when viewed from the axial direction. Until the electrode connection portion 603 is disposed at a position overlapping the terminal connection portion 602 when viewed from the Z-axis direction, the electrode connection portion 603 can be further moved in the X-axis direction minus side.
- the electrode connecting portion 603 is shifted in the X-axis direction until the electrode connecting portion 603 is disposed at a position overlapping with the intermediate portion 604 when viewed from the Z-axis direction. It can be moved further to the side.
- the size of the electrode body 700 may be somewhat limited, but the size of the electrode connecting portion 603 is further increased. It is possible to increase the size and to further save space in the X-axis direction.
- the electrode connection portions 603 of the positive electrode current collectors 600 and 600a are bent toward the terminal connection portions 602 after joining with the tab bundle 710 of the electrode body 700.
- the electrode connection part 603 may be joined to the tab bundle 710 in a bent state.
- connection portions 605 and 605a of the intermediate portion 604 of the positive electrode current collectors 600 and 600a are connected to the end of the terminal connection portion 602 on the plus side in the Y-axis direction.
- the connection portions 605 and 605a may be connected to the end on the Y axis direction minus side or the X axis direction minus side end of the terminal connection portion 602.
- the connection portions 605 and 605a are preferably connected to the positive end of the terminal connection portion 602 in the Y-axis direction or the negative end of the terminal connection portion 602 in the Y-axis direction.
- the intermediate portion 604 of the positive electrode current collectors 600 and 600a may be formed with a concave portion or a through hole in which the caulked portion 201a is disposed inside. This allows the intermediate portion 604 to be closer to the terminal connection portion 602, so that a larger electrode body 700 can be arranged, and the energy density can be improved.
- the electrode body 700 is a stack-type electrode body in which a plurality of flat electrode plates are stacked.
- the shape of the electrode body 700 is not particularly limited, and the electrode body 700 is a wound type formed by winding a layered structure in which a separator is sandwiched between a positive electrode plate and a negative electrode plate.
- the electrode body 700 may be a bellows-type electrode body in which an electrode plate is folded in a bellows shape.
- the number of electrode bodies 700 is not limited to one, and two or more electrode bodies may be provided.
- both the positive electrode side (the positive electrode current collectors 600 and 600a side) and the negative electrode side (the negative electrode current collector 610 side) have the above-described configuration.
- the positive electrode side or the negative electrode side may not have the above configuration.
- the present invention can be realized not only as such a power storage element, but also as a current collector (a positive electrode current collector and a negative electrode current collector) provided in the power storage element, or as the current collector and the regulating unit 403. .
- the present invention can be applied to a power storage element such as a lithium ion secondary battery.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
- Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
正極端子(200)と、電極体(700)と、正極端子(200)及び電極体(700)を接続する正極集電体(600)とを備える蓄電素子(10)であって、正極集電体(600)は、正極端子(200)と接続される端子接続部(602)と、電極体(700)と第一方向において接続される電極接続部(603)と、端子接続部(602)及び電極接続部(603)を繋ぐ中間部(604)と、を有し、中間部(604)は、第一方向から見て端子接続部(602)と重なる位置に配置され、電極接続部(603)と端子接続部(602)とは、第一方向における中間部(604)の一方側に配置される。
Description
本発明は、電極端子と、電極体と、電極端子及び電極体を接続する集電体とを備える蓄電素子及びその製造方法に関する。
従来、電極端子と、電極体と、電極端子及び電極体を接続する集電体とを備える蓄電素子が広く知られている。特許文献1には、電極端子と、複数の電極板(電極体)と、電極端子と複数の電極板とにその両端が接合され、電極端子と複数の電極板とを電気的に接続する積層された複数の接続板材(集電体)とを備え、積層された複数の接続板材は、電極端子と複数の電極板との間において蛇行状に折畳まれてなる二次電池(蓄電素子)が開示されている。
しかしながら、上記従来の蓄電素子では、エネルギー密度が低下するおそれがある。
本発明は、エネルギー密度の向上を図ることができる蓄電素子及びその製造方法を提供することを目的とする。
本発明の一態様に係る蓄電素子は、電極端子と、電極体と、前記電極端子及び前記電極体を接続する集電体とを備える蓄電素子であって、前記集電体は、前記電極端子と接続される端子接続部と、前記電極体と第一方向において接続される電極接続部と、前記端子接続部及び前記電極接続部を繋ぐ中間部と、を有し、前記中間部は、前記第一方向から見て前記端子接続部と重なる位置に配置され、前記電極接続部と前記端子接続部とは、前記第一方向における前記中間部の一方側に配置される。
本発明は、このような蓄電素子として実現できるだけでなく、当該蓄電素子に備えられる集電体、集電体及び規制部、または、それらの製造方法としても実現できる。
本発明によれば、エネルギー密度の向上を図ることができる蓄電素子等を提供できる。
上記従来の蓄電素子では、エネルギー密度が低下するおそれがある。つまり、上記従来の蓄電素子では、集電体が蛇行状に折畳まれることで、電極端子と電極体とを接続する構成であるため、電極体が電極端子から離れた位置に配置されることとなる。これにより、電極体の大きさが制限されるため、エネルギー密度が低下する。
本発明の一態様に係る蓄電素子は、電極端子と、電極体と、前記電極端子及び前記電極体を接続する集電体とを備える蓄電素子であって、前記集電体は、前記電極端子と接続される端子接続部と、前記電極体と第一方向において接続される電極接続部と、前記端子接続部及び前記電極接続部を繋ぐ中間部と、を有し、前記中間部は、前記第一方向から見て前記端子接続部と重なる位置に配置され、前記電極接続部と前記端子接続部とは、前記第一方向における前記中間部の一方側に配置される。
これによれば、蓄電素子において、集電体は、端子接続部と電極接続部と中間部とを有しており、中間部は、第一方向から見て端子接続部と重なる位置に配置され、電極接続部と端子接続部とは、第一方向における中間部の一方側に配置されている。中間部が第一方向から見て端子接続部と重ねられて配置される場合には、電極接続部が第一方向において端子接続部から離れて配置されるおそれがある。電極接続部が第一方向において端子接続部から離れて配置されれば、電極体が第一方向において電極端子から離れた位置に配置されることとなり、電極体の大きさが制限される。このため、電極接続部と端子接続部とを、第一方向における中間部の一方側に配置する。これにより、電極体を第一方向において電極端子に近付けることができるため、より大きな電極体を配置でき、エネルギー密度の向上を図ることができる。
前記電極接続部は、前記第一方向から見て、前記端子接続部と重ならない位置に配置されてもよい。
これによれば、集電体において、電極接続部は、第一方向から見て端子接続部と重ならない位置に配置されている。このように、電極接続部を第一方向から見て端子接続部と重ならない位置に配置することで、電極接続部を第一方向において端子接続部に近付けることができる。このため、電極体を第一方向において電極端子に近付けることができるため、より大きな電極体を配置でき、エネルギー密度の向上を図ることができる。
前記電極接続部は、前記中間部の、前記第一方向と交差する第二方向に配置され、前記中間部は、前記端子接続部の、前記第一方向及び前記第二方向と交差する第三方向の端部に接続されていてもよい。
これによれば、集電体において、電極接続部は、中間部の第二方向に配置され、中間部は、端子接続部の第三方向の端部に接続されている。このように、電極接続部を、中間部の第二方向に配置することで、電極接続部の、第一方向から見て中間部と重ならない部分を、第一方向において端子接続部に近付けることができる。このため、電極体を第一方向において電極端子に近付けることができるため、より大きな電極体を配置できる。端子接続部の第三方向の端部に中間部を接続することで、電極接続部を電極体に接続しやすい場合がある。これにより、集電体と電極体との接続を容易にしつつ、エネルギー密度の向上を図ることができる。
前記中間部は、前記電極接続部との接続部分において、前記電極接続部に向けて屈曲または湾曲された曲げ部を有し、前記曲げ部は、前記第一方向から見て、前記端子接続部と重なる位置に配置されてもよい。
これによれば、集電体において、中間部は、電極接続部との接続部分に曲げ部を有しており、曲げ部は、端子接続部と重なる位置に配置されている。このように、中間部の曲げ部を端子接続部に重ねることで、中間部が端子接続部の位置から曲がる形状となるため、電極接続部の大きさを大きくできる。これにより、より大きな電極接続部に電極体を接続できるため、電極体と集電体とをより安定して接続できる。
さらに、前記電極接続部及び前記中間部の少なくとも一方が、前記第一方向において前記端子接続部から離れる方向に移動するのを規制する規制部を備えてもよい。
これによれば、蓄電素子は、集電体の電極接続部及び中間部の少なくとも一方が、第一方向において端子接続部から離れるのを規制する規制部を備えている。このように、電極接続部及び中間部の少なくとも一方が、第一方向において端子接続部から離れるのを規制することで、電極体が第一方向において電極端子から遠ざかるのを抑制できる。これにより、電極体を第一方向において電極端子に近付けることができるため、より大きな電極体を配置でき、エネルギー密度の向上を図ることができる。
本発明の一態様に係る蓄電素子の製造方法は、電極端子と、電極体と、前記電極端子及び前記電極体を接続する集電体とを備える蓄電素子の製造方法であって、前記集電体は、前記電極端子と接続される端子接続部と、前記電極体と第一方向において接続される電極接続部と、前記端子接続部及び前記電極接続部を繋ぐ中間部と、を有し、前記蓄電素子の製造方法は、前記中間部を、前記第一方向から見て前記端子接続部と重なる位置に配置し、かつ、前記電極接続部と前記端子接続部とを、前記第一方向における前記中間部の一方側に配置するように、前記集電体を折り曲げる折曲工程を含む。
これによれば、蓄電素子の製造方法において、折曲工程では、集電体の中間部を集電体の端子接続部と重なる位置に配置し、かつ、集電体の電極接続部と端子接続部とを、第一方向における中間部の一方側に配置するように、集電体を折り曲げる。電極接続部を中間部の当該一方側に配置することで、電極体を電極端子に近付けることができるため、より大きな電極体を配置でき、エネルギー密度の向上を図ることができる。
前記折曲工程では、第一折曲工程及び第二折曲工程の順に2段階で前記集電体を折り曲げ、前記第一折曲工程では、前記電極接続部及び前記中間部の少なくとも一方を前記第一方向の両側から支持しつつ、前記端子接続部を前記中間部に近づけ、前記第二折曲工程では、前記電極接続部及び前記中間部の少なくとも一方を前記第一方向の前記端子接続部とは反対側から支持しつつ、前記端子接続部を前記中間部にさらに近づけてもよい。
これによれば、折曲工程において、第一折曲工程及び第二折曲工程の順に2段階で集電体を折り曲げることで、集電体の折り曲げ作業を効率よく行うことができる。これにより、容易に、エネルギー密度の向上を図ることができる蓄電素子を製造することができる。
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態(及びその変形例)に係る蓄電素子について説明する。以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、製造工程、製造工程の順序等は、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。各図において、寸法等は厳密に図示したものではない。
以下の説明及び図面中において、蓄電素子が有する一対(正極側及び負極側)の電極端子の並び方向、一対の集電体の並び方向、電極体が有する一対のタブ束の並び方向、または、容器の短側面の対向方向をX軸方向と定義する。容器の長側面の対向方向、容器の短側面の短手方向、容器の厚さ方向、または、電極体の極板の積層方向をY軸方向と定義する。電極端子と集電体と電極体との並び方向、蓄電素子の容器本体と蓋との並び方向、容器の短側面の長手方向、または、上下方向をZ軸方向と定義する。これらX軸方向、Y軸方向及びZ軸方向は、互いに交差(本実施の形態では直交)する方向である。使用態様によってはZ軸方向が上下方向にならない場合も考えられるが、以下では説明の便宜のため、Z軸方向を上下方向として説明する。以下の説明において、X軸方向プラス側とは、X軸の矢印方向側を示し、X軸方向マイナス側とは、X軸方向プラス側とは反対側を示す。Y軸方向及びZ軸方向についても同様である。
(実施の形態)
[1 蓄電素子の全般的な説明]
まず、本実施の形態における蓄電素子10の全般的な説明を行う。図1は、本実施の形態に係る蓄電素子10の外観を示す斜視図である。図2は、本実施の形態に係る蓄電素子10を分解して各構成要素を示す分解斜視図である。
[1 蓄電素子の全般的な説明]
まず、本実施の形態における蓄電素子10の全般的な説明を行う。図1は、本実施の形態に係る蓄電素子10の外観を示す斜視図である。図2は、本実施の形態に係る蓄電素子10を分解して各構成要素を示す分解斜視図である。
蓄電素子10は、電気を充電し、電気を放電できる二次電池であり、具体的には、リチウムイオン二次電池等の非水電解質二次電池である。蓄電素子10は、電気自動車(EV)、ハイブリッド電気自動車(HEV)またはプラグインハイブリッド電気自動車(PHEV)等の自動車、自動二輪車、ウォータークラフト、スノーモービル、農業機械、建設機械等の移動体の駆動用またはエンジン始動用のバッテリ等として用いられる。
蓄電素子10は、非水電解質二次電池には限定されず、非水電解質二次電池以外の二次電池であってもよいし、キャパシタであってもよい。蓄電素子10は、二次電池ではなく、使用者が充電をしなくても蓄えられている電気を使用できる一次電池であってもよい。さらに、蓄電素子10は、固体電解質を用いた電池であってもよい。本実施の形態では、直方体形状(角形)の蓄電素子10を図示しているが、蓄電素子10の形状は、直方体形状には限定されず、直方体形状以外の多角柱形状、円柱形状、長円柱形状等であってもよいし、ラミネート型の蓄電素子とすることもできる。
図1に示すように、蓄電素子10は、容器100と、正極端子200と、負極端子210と、正極上部ガスケット300と、負極上部ガスケット310とを備えている。図2に示すように、容器100内方には、正極下部ガスケット400、負極下部ガスケット500、正極集電体600、負極集電体610、及び、電極体700が収容されている。容器100の内部には、電解液(非水電解質)が封入されているが、省略して図示している。当該電解液としては、蓄電素子10の性能を損なうものでなければその種類に特に制限はなく、様々なものを選択できる。上記の構成要素の他、電極体700の側方若しくは上方等に配置されるスペーサ、または、電極体700等を包み込む絶縁フィルム等が配置されていてもよい。
容器100は、矩形筒状で底を備える容器本体110と、容器本体110の開口を閉塞する板状部材である蓋体120とで構成された直方体形状(箱型)のケースである。容器100は、電極体700等を内部に収容後、容器本体110と蓋体120とが溶接等されることにより、内部を密封できる構成となっている。容器100の材質は特に限定されないが、ステンレス鋼、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄、メッキ鋼板など溶接可能な金属であるのが好ましい。
蓋体120には、容器100の内圧が上昇したときに容器100内部のガスを排出するガス排出弁121が配置されている。容器100には、内部に電解液を注入するための注液部が形成されていてもよい。
電極体700は、正極板と負極板とセパレータとを備え、電気を蓄えることができる蓄電要素(発電要素)である。正極板は、アルミニウムまたはアルミニウム合金等からなる平板状かつ矩形状の正極集電箔と、正極集電箔の表面に形成された正極活物質層とを有している。負極板は、銅または銅合金等からなる平板状かつ矩形状の負極集電箔と、負極集電箔の表面に形成された負極活物質層とを有している。正極活物質層及び負極活物質層に用いられる正極活物質及び負極活物質としては、リチウムイオンを吸蔵放出可能な活物質であれば、適宜公知の材料を使用できる。
正極集電箔及び負極集電箔は、ともに、上方(Z軸方向プラス側)に突出する矩形状のタブを有している。複数の正極板と複数の負極板とがセパレータを挟んで積層されることにより、正極板及び負極板ともに複数のタブが積層される。その結果、電極体700には、正極側のタブ束710と負極側のタブ束720とが形成されている。
正極板及び負極板は、矩形状を有していることとしたが、正極板及び負極板の形状は、矩形状には限定されず、矩形状以外の多角形状、長楕円形状、長円形状等でもよい。正極板及び負極板のタブについても、矩形状には限定されず、矩形状以外の多角形状、半円形状、半長円形状、半楕円形状等、どのような形状でもかまわない。積層された正極板及び負極板は、電極体700の周囲またはX軸方向両側に絶縁テープが配置されて、積層方向(Y軸方向)に挟まれることで、固定されていてもよい。または、ヒートプレス等によって、当該正極板及び負極板が積層方向に固定されていてもよい。
正極端子200は、正極集電体600を介して、電極体700の正極板に電気的に接続される電極端子である。負極端子210は、負極集電体610を介して、電極体700の負極板に電気的に接続される電極端子である。つまり、正極端子200及び負極端子210は、電極体700に蓄えられている電気を蓄電素子10の外部空間に導出し、電極体700に電気を蓄えるために蓄電素子10の内部空間に電気を導入するための金属製の電極端子である。正極端子200及び負極端子210は、かしめ等によって、正極集電体600及び負極集電体610に接続され、かつ、蓋体120に取り付けられている。
具体的には、正極端子200は、下方(Z軸方向マイナス側)に延びる円柱形状の軸部201(リベット部)を有している。軸部201が、正極上部ガスケット300の円形状の貫通孔301と、蓋体120の円形状の貫通孔123と、正極下部ガスケット400の円形状の貫通孔401と、正極集電体600の円形状の貫通孔601とに挿入されて、かしめられる。これにより、正極端子200は、正極上部ガスケット300、正極下部ガスケット400及び正極集電体600とともに、蓋体120に固定される。負極側についても同様である。正極端子200及び負極端子210は、アルミニウム、アルミニウム合金、銅または銅合金等で形成されている。
正極集電体600は、電極体700の正極板と正極端子200とを電気的に接続する平板状の導電部材である。負極集電体610は、電極体700の負極板と負極端子210とを電気的に接続する平板状の導電部材である。具体的には、正極集電体600は、電極体700の正極側のタブ束710と溶接等により接合されるとともに、上述の通り、正極端子200とかしめ等により接合される。負極集電体610は、電極体700の負極側のタブ束720と溶接等により接合されるとともに、上述の通り、負極端子210とかしめ等により接合される。正極集電体600は、アルミニウムまたはアルミニウム合金等で形成され、負極集電体610は、銅または銅合金等で形成されている。
正極集電体600及び負極集電体610は、電極体700と容器100の蓋体120との間に配置される。具体的には、正極集電体600は、電極体700の正極側のタブ束710と正極下部ガスケット400との間に配置され、負極集電体610は、電極体700の負極側のタブ束720と負極下部ガスケット500との間に配置される。つまり、正極集電体600は、蓋体120とで正極下部ガスケット400を挟む位置に配置され、負極集電体610は、蓋体120とで負極下部ガスケット500を挟む位置に配置される。正極集電体600及び負極集電体610の構成の詳細な説明については、後述する。
正極上部ガスケット300は、容器100の蓋体120と正極端子200との間に配置された、平板状の電気的絶縁性の封止部材である。負極上部ガスケット310は、容器100の蓋体120と負極端子210との間に配置された、平板状の電気的絶縁性の封止部材である。具体的には、正極上部ガスケット300は、正極端子200の下部及び側部を覆うように形成され、負極上部ガスケット310は、負極端子210の下部及び側部を覆うように形成されている。
正極下部ガスケット400は、蓋体120と正極集電体600との間に配置された、平板状の電気的絶縁性の封止部材である。負極下部ガスケット500は、蓋体120と負極集電体610との間に配置された、平板状の電気的絶縁性の封止部材である。
正極上部ガスケット300、負極上部ガスケット310、正極下部ガスケット400及び負極下部ガスケット500は、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)、ポリフェニレンサルファイド樹脂(PPS)、ポリエチレンテレフタラート(PET)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、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(PFA)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリエーテルサルフォン(PES)、及び、それらの複合材料等の樹脂等によって形成されている。
[2 正極集電体及び負極集電体の構成の説明]
次に、正極集電体600及び負極集電体610の構成について、詳細に説明する。正極集電体600と負極集電体610とは、同様の構成(YZ平面に対して対称な形状)を有するため、以下では、正極集電体600について詳細に説明し、負極集電体610の説明は簡略化または省略する。
次に、正極集電体600及び負極集電体610の構成について、詳細に説明する。正極集電体600と負極集電体610とは、同様の構成(YZ平面に対して対称な形状)を有するため、以下では、正極集電体600について詳細に説明し、負極集電体610の説明は簡略化または省略する。
図3は、本実施の形態に係る正極集電体600の構成を示す斜視図及び正面図である。具体的には、図3の(a)は、正極集電体600を斜め上方から見た場合の斜視図、つまり、図2に示した正極集電体600を拡大して示す拡大斜視図である。図3の(b)は、図3の(a)の正極集電体600をY軸方向マイナス側から見た場合の正面図である。図4は、本実施の形態に係る正極集電体600と正極端子200及び電極体700との接続構成を示す斜視図である。具体的には、図4の(a)は、正極集電体600の端子接続部602と正極端子200とが接続された状態での構成を斜め下方から見た場合の斜視図である。図4の(b)は、正極集電体600の電極接続部603と電極体700のタブ束710とが接続された状態での構成を斜め下方から見た場合の斜視図である。図4の(b)では、説明の便宜のため、電極体700は、省略して図示している。
正極集電体600は、一端が正極端子200と接続され、他端が電極体700と接続される部材である。具体的には、図3に示すように、正極集電体600は、正極端子200と接続される端子接続部602と、電極体700と接続される電極接続部603と、端子接続部602及び電極接続部603の間に配置される中間部604とを有している。つまり、1枚のL字形状の平板状部材が折り曲げられて、端子接続部602と中間部604と電極接続部603とを有する正極集電体600が形成されている。
端子接続部602は、正極端子200とかしめ等によって接続(接合)される矩形状かつ平板状の部位であり、XY平面に平行に配置されている。つまり、上述の通り、端子接続部602は、貫通孔601を有しており、Z軸方向(以下、第一方向ともいう)に向いた(Z軸方向に面した)状態で、貫通孔601に正極端子200の軸部201が挿入される。図4の(a)に示すように、軸部201のZ軸方向マイナス側の端部がかしめられることにより、かしめ部201aが形成されて、正極端子200と端子接続部602とがZ軸方向において接合される。端子接続部602と正極端子200とを接続(接合)する手法は、かしめ接合には限定されず、超音波接合、レーザ溶接、抵抗溶接等の溶接、または、ねじ締結等のかしめ以外の機械的接合等が用いられてもよい。
図3に戻り、電極接続部603は、電極体700のタブ束710と溶接等によって接続(接合)される矩形状かつ平板状の部位であり、XY平面に平行に配置されている。具体的には、図4の(a)に示した中間部604及び電極接続部603がY軸方向に向いた(Y軸方向に面した)状態で、電極接続部603のY軸方向プラス側の面である電極接続部第一面603aに、電極体700のタブ束710(図示せず)が溶接により接合される。電極接続部第一面603aと当て板(図示せず)とでタブ束710を挟んだ状態で、溶接が行われる。図4の(b)に示すように、中間部604及び電極接続部603が、Y軸方向マイナス側に折り曲げられる。これにより、電極接続部第一面603aがZ軸方向マイナス側の面となり、電極接続部603は、Z軸方向に向いた(Z軸方向に面した)状態で、Z軸方向(第一方向)において電極体700のタブ束710と接合された構成となる。
言い換えれば、電極体700のタブ束710は、Z軸方向に延設された状態で電極接続部第一面603aに接合され、接合後に、Y軸方向に折り曲げられて、Y軸方向に延設された状態となる。電極接続部603と電極体700のタブ束710とを接続(接合)する手法は、超音波接合、レーザ溶接、抵抗溶接等、どのような溶接が用いられてもよいし、かしめ接合またはねじ締結等の機械的接合等が用いられてもよい。
図3に戻り、中間部604は、端子接続部602及び電極接続部603を繋ぐ略矩形状かつ略平板状の部位であり、XY平面に平行に配置されている。具体的には、中間部604は、端子接続部602のZ軸方向マイナス側、及び、電極接続部603のX軸方向マイナス側に配置されている。つまり、中間部604は、Z軸方向(第一方向)から見て端子接続部602と重なる位置に配置され、X軸方向において電極接続部603と並ぶように配置されている。中間部604は、端子接続部602との接続部分605と、電極接続部603との接続部分606とを有している。
接続部分605は、端子接続部602のY軸方向プラス側の端部に接続され、Y軸方向プラス側に凸形状となるように湾曲した、YZ平面での断面形状がU字状となる部位である。つまり、接続部分605は、上述の通り、中間部604が端子接続部602に対して折り曲げられて形成される曲げ部であり、折り曲げやすいように、中間部604の他の部位及び端子接続部602よりも厚みが薄く形成されている。具体的には、接続部分605は、中間部604が端子接続部602に対して、Z軸方向マイナス側及びY軸方向マイナス側に折り曲げられて形成される。これにより、中間部604は、端子接続部602のY軸方向プラス側(以下、第三方向ともいう)の端部に接続されて、端子接続部602のZ軸方向マイナス側に配置されることとなる。接続部分605は、湾曲ではなく屈曲された部位であってもよい。
接続部分606は、電極接続部603のX軸方向マイナス側の端部に接続され、X軸方向マイナス側に向けてZ軸方向マイナス側に傾斜した、XZ平面での断面形状が略S字状となる部位である。つまり、接続部分606は、中間部604が電極接続部603に対して、Z軸方向マイナス側及びX軸方向マイナス側に2回折り曲げられて形成された傾斜部である。これにより、中間部604は、電極接続部603のX軸方向マイナス側及びZ軸方向マイナス側に配置されることとなる。
言い換えれば、電極接続部603は、中間部604のX軸方向プラス側(以下、第二方向ともいう)に配置されている。具体的には、電極接続部603は、中間部604及び端子接続部602よりも、X軸方向プラス側に配置されている。つまり、電極接続部603は、Z軸方向(第一方向)から見て、中間部604及び端子接続部602と重ならない位置に配置されている。電極接続部603と端子接続部602とは、Z軸方向(第一方向)における中間部604の一方側(Z軸方向プラス側)に配置されている。電極接続部603は、Z軸方向(第一方向)において、中間部604よりも端子接続部602側に配置されている、とも言える。つまり、電極接続部603は、Z軸方向(第一方向)において、中間部604よりも、端子接続部602または蓋体120に近い位置(または正極下部ガスケット400に近い位置)に配置されている。本実施の形態では、電極接続部603は、Z軸方向において、端子接続部602と同じ位置に配置されている。
具体的には、電極接続部603のZ軸方向マイナス側の面である電極接続部第一面603aは、中間部604のZ軸方向マイナス側の面である中間部第一面604aよりも、Z軸方向プラス側に配置されている。つまり、電極接続部第一面603aは、端子接続部602のZ軸方向マイナス側の面である端子接続部第一面602aと、同一平面上(Z軸方向において同じ位置)に配置されている。電極接続部603のZ軸方向プラス側の面である電極接続部第二面603bは、端子接続部602のZ軸方向プラス側の面である端子接続部第二面602bと、同一平面上(Z軸方向において同じ位置)に配置されている。
電極接続部603が、端子接続部602よりも、Z軸方向マイナス側またはZ軸方向プラス側に配置されることで、電極接続部第一面603aが、端子接続部第一面602aよりも、Z軸方向マイナス側またはZ軸方向プラス側に配置されていてもよい。または、電極接続部603が、端子接続部602とは異なる厚みを有していることで、電極接続部第一面603aが、端子接続部第一面602aよりも、Z軸方向マイナス側またはZ軸方向プラス側に配置されていてもよい。同様に、電極接続部第二面603bについても、端子接続部第二面602bよりも、Z軸方向マイナス側またはZ軸方向プラス側に配置されていてもよい。
次に、蓄電素子10の製造方法(正極集電体600の折曲工程)について、説明する。図5は、本実施の形態に係る蓄電素子10の製造方法(正極集電体600の折曲工程)を説明する図である。具体的には、図5の(a)は、正極集電体600を折り曲げる前の状態を示す側面図であり、図5の(b)は、正極集電体600を折り曲げている途中の状態を示す側面図であり、図5の(c)は、正極集電体600を折り曲げた後の状態を示す側面図である。上記では、Z軸方向を第一方向とも呼ぶこととしたが、図5に示す正極集電体600の折曲工程においては、Y軸方向を第一方向とも呼ぶこととする。図5では、説明の便宜のため、正極端子200、正極上部ガスケット300及び正極下部ガスケット400の図示は省略し、蓋体120、正極集電体600及び電極体700を模式的に示している。
図5の(a)に示すように、正極集電体600の端子接続部602と電極接続部603及び中間部604とが直交した状態で、端子接続部602が蓋体120に接合され、電極接続部603が電極体700のタブ束710に接合される。この状態において、第一折曲工程として、電極接続部603及び中間部604の少なくとも一方をY軸方向(第一方向)の両側から支持しつつ、端子接続部602を中間部604に近づける。本実施の形態では、中間部604を、Y軸方向の両側から治具等により力F1で押さえて支持する。端子接続部602を力F2でZ軸方向マイナス側に押して、接続部分605を折り曲げることにより、端子接続部602を、接続部分605を中心に回転させて中間部604に近づける。中間部604に代えて、または、中間部604に加えて、電極接続部603をY軸方向の両側から支持してもよい。
このようにして、図5の(b)に示すように、接続部分605に起因するスプリングバック量がピークを越えるまで、端子接続部602が50°~70°程度回転するように接続部分605を折り曲げて、端子接続部602を中間部604に近づける。その後、第二折曲工程として、電極接続部603及び中間部604の少なくとも一方をY軸方向(第一方向)の端子接続部602とは反対側から支持しつつ、端子接続部602を中間部604にさらに近づける。本実施の形態では、中間部604を、Y軸方向プラス側から治具等により力F3で押さえて支持する。端子接続部602を力F4でY軸方向プラス側に押して、接続部分605をさらに折り曲げることにより、端子接続部602を、接続部分605を中心に回転させて中間部604にさらに近づける。中間部604に代えて、または、中間部604に加えて、電極接続部603をY軸方向プラス側から支持してもよい。
これにより、図5の(c)に示すように、端子接続部602が、Y軸方向に向いた(Y軸方向に面した)状態、言い換えれば、電極接続部603及び中間部604と平行な状態となる。この状態では、中間部604が、Y軸方向から見て端子接続部602と重なる位置に配置され、電極接続部603と端子接続部602とが、Y軸方向における中間部604の一方側(Y軸方向マイナス側)に配置される。つまり、折曲工程では、第一折曲工程及び第二折曲工程の順に、2段階で正極集電体600を折り曲げる。この折曲工程では、中間部604を、Y軸方向(第一方向)から見て端子接続部602と重なる位置に配置し、かつ、電極接続部603と端子接続部602とを、Y軸方向(第一方向)における中間部604の一方側(Y軸方向マイナス側)に配置するように、正極集電体600を折り曲げる。電極接続部603を、Y軸方向(第一方向)において中間部604よりも端子接続部602側に配置するように、正極集電体600を折り曲げる、とも言える。
この後、正極集電体600は、蓋体120とともにY軸方向プラス側に倒されて(タブ束710が折り曲げられて)、図4の(b)に示したようなZ軸方向に向いた(Z軸方向に面した)状態となる。このように、正極集電体600は、Y軸方向に向いた状態からZ軸方向に向いた状態に変化するため、第一方向の定義も、Y軸方向からZ軸方向に変化する。上記の力F1~F4は、正極集電体600を上述の通り折り曲げることができればどのような値の力でもよく、正極集電体600の材質等に応じて適宜決定される。
[3 効果の説明]
以上のように、本発明の実施の形態に係る蓄電素子10によれば、正極集電体600は、端子接続部602と電極接続部603と中間部604とを有しており、中間部604は、第一方向(Z軸方向)から見て端子接続部602と重なる位置に配置され、電極接続部603と端子接続部602とは、第一方向における中間部604の一方側に配置されている。中間部604が第一方向から見て端子接続部602と重ねられて配置される場合には、電極接続部603が第一方向において端子接続部602から離れて配置されるおそれがある。電極接続部603が第一方向において端子接続部602から離れて配置されれば、電極体700が第一方向において正極端子200から離れた位置に配置されることとなり、電極体700の大きさが制限される。このため、電極接続部603と端子接続部602とを、第一方向における中間部604の一方側に配置する。これにより、電極体700を第一方向において正極端子200に近付けることができるため、より大きな電極体700を配置でき、エネルギー密度の向上を図ることができる。
以上のように、本発明の実施の形態に係る蓄電素子10によれば、正極集電体600は、端子接続部602と電極接続部603と中間部604とを有しており、中間部604は、第一方向(Z軸方向)から見て端子接続部602と重なる位置に配置され、電極接続部603と端子接続部602とは、第一方向における中間部604の一方側に配置されている。中間部604が第一方向から見て端子接続部602と重ねられて配置される場合には、電極接続部603が第一方向において端子接続部602から離れて配置されるおそれがある。電極接続部603が第一方向において端子接続部602から離れて配置されれば、電極体700が第一方向において正極端子200から離れた位置に配置されることとなり、電極体700の大きさが制限される。このため、電極接続部603と端子接続部602とを、第一方向における中間部604の一方側に配置する。これにより、電極体700を第一方向において正極端子200に近付けることができるため、より大きな電極体700を配置でき、エネルギー密度の向上を図ることができる。
正極集電体600において、電極接続部603は、第一方向から見て端子接続部602と重ならない位置に配置されている。このように、電極接続部603を第一方向から見て端子接続部602と重ならない位置に配置することで、電極接続部603を第一方向において端子接続部602に近付けることができる。このため、電極体700を第一方向において正極端子200に近付けることができるため、より大きな電極体700を配置でき、エネルギー密度の向上を図ることができる。
正極集電体600において、電極接続部603は、中間部604の第二方向(X軸方向プラス側)に配置され、中間部604は、端子接続部602の第三方向(Y軸方向プラス側)の端部に接続されている。このように、電極接続部603を、中間部604の第二方向に配置することで、電極接続部603の、第一方向から見て中間部604と重ならない部分を、第一方向において端子接続部602に近付けることができる。このため、電極体700を第一方向において正極端子200に近付けることができる。
端子接続部602の第三方向の端部に中間部604を接続することで、電極接続部603を電極体700に容易に接続できる。つまり、端子接続部602のX軸方向マイナス側の端部に中間部604が接続されていると、中間部604が端子接続部602に対してL字状に90°開いた状態で電極接続部603に電極体700のタブ束710を接続する場合に、タブ束710を90°ねじる必要がある。これに対し、端子接続部602の第三方向の端部に中間部604を接続することで、中間部604を端子接続部602に対して開いた状態でもタブ束710を90°ねじる必要がないため、電極接続部603にタブ束710を容易に接続できる。これにより、集電体600と電極体700との接続を容易にしつつ、より大きな電極体700を配置でき、エネルギー密度の向上を図ることができる。
正極集電体600は、板状部材が折り曲げられた構造を有しており、中間部604を介して端子接続部602に対する電極接続部603の位置を、ある程度任意に移動させることができる。このため、電極接続部603の位置の自由度が高いため、電極接続部603と電極体700との接続を容易に行うことができる。さらに、電極接続部603を電極体700に近付けることができるため、タブ束710の突出長さを短くできる。タブ束710の突出長さを短くできると、容器100内においてタブ束710が占有するスペースが減るため、より大きな電極体700を配置でき、エネルギー密度の向上を図ることができる。
蓄電素子10の製造方法において、折曲工程では、正極集電体600の中間部604を正極集電体600の端子接続部602と重なる位置に配置し、かつ、正極集電体600の電極接続部603と端子接続部602とを、第一方向における中間部604の一方側に配置するように、正極集電体600を折り曲げる。電極接続部603を中間部604の当該一方側に配置することで、電極体700を正極端子200に近付けることができるため、より大きな電極体700を配置でき、エネルギー密度の向上を図ることができる。
折曲工程では、第一折曲工程及び第二折曲工程の順に2段階で正極集電体600を折り曲げることで、正極集電体600の折り曲げ作業を効率よく行うことができる。これにより、容易に、エネルギー密度の向上を図ることができる蓄電素子10を製造することができる。
上記では正極側(正極集電体600側)の構成についての効果の説明を行ったが、負極側(負極集電体610側)の構成についても同様の効果を奏する。以下についても、同様である。
[4 変形例の説明]
(変形例1)
次に、上記実施の形態の変形例1について、説明する。図6は、本実施の形態の変形例1に係る正極集電体600と正極端子200及び電極体700との接続構成を示す斜視図である。具体的には、図6の(a)は、図4の(a)に対応する図であり、図6の(b)は、図4の(b)に対応する図である。
(変形例1)
次に、上記実施の形態の変形例1について、説明する。図6は、本実施の形態の変形例1に係る正極集電体600と正極端子200及び電極体700との接続構成を示す斜視図である。具体的には、図6の(a)は、図4の(a)に対応する図であり、図6の(b)は、図4の(b)に対応する図である。
図6に示すように、本変形例では、上記実施の形態における正極下部ガスケット400に代えて、正極下部ガスケット400aが配置されている。具体的には、本変形例における正極下部ガスケット400aは、上記実施の形態における正極下部ガスケット400の構成に加えて、規制部403を有している。その他の構成については、上記実施の形態と同様である。
規制部403は、正極集電体600の電極接続部603及び中間部604の少なくとも一方が、Z軸方向(第一方向)において、端子接続部602から離れる方向(Z軸方向マイナス側)に移動するのを規制する部位である。
具体的には、図6の(a)に示すように、規制部403は、正極下部ガスケット400aのX軸方向プラス側の部位のZ軸方向マイナス側の面に設けられ、X軸方向マイナス側に向けて突出する突起(爪)である。図6の(b)に示すように、規制部403は、電極接続部603及び中間部604が端子接続部602に対して折り曲げられた場合に、電極接続部603のX軸方向プラス側の端部のZ軸方向マイナス側に配置される。これにより、規制部403は、電極接続部603のX軸方向プラス側の端部と係合し、電極接続部603がZ軸方向(第一方向)において端子接続部602から離れる方向(Z軸方向マイナス側)に移動するのを規制する。
規制部403は、電極接続部603のY軸方向プラス側またはY軸方向マイナス側の端部に配置されてもよいし、中間部604のX軸方向マイナス側またはY軸方向マイナス側の端部に配置されてもよい。または、正極下部ガスケット400aは、これらのいずれかの端部に配置される複数の規制部403を有していてもよい。
電極接続部603の移動を効果的に規制する等の観点からは、規制部403は、電極接続部603のX軸方向プラス側またはY軸方向マイナス側の端部に配置されるのが好ましい。電極接続部603に接合されたタブ束710の損傷を抑制する等の観点からは、規制部403は、中間部604のX軸方向マイナス側またはY軸方向マイナス側の端部に配置されるのが好ましい。電極接続部603及び中間部604が端子接続部602に対して開くのを効果的に抑制する等の観点からは、規制部403は、電極接続部603のY軸方向マイナス側または中間部604のY軸方向マイナス側の端部に配置されるのが好ましい。
以上のように、本変形例に係る蓄電素子によれば、上記実施の形態と同様の効果を奏することができる。特に、正極下部ガスケット400aは、正極集電体600の電極接続部603及び中間部604の少なくとも一方が、第一方向(Z軸方向)において端子接続部602から離れるのを規制する規制部403を備えている。このように、電極接続部603及び中間部604の少なくとも一方が、第一方向において端子接続部602から離れるのを規制することで、電極体700が第一方向において正極端子200から遠ざかるのを抑制できる。特に、正極集電体600は、板状部材が接続部分605で折り曲げられた構造であるため、接続部分605に起因するスプリングバックにより、電極接続部603及び中間部604が端子接続部602から離れる方向に移動しやすい。このため、規制部403によって電極接続部603及び中間部604の少なくとも一方が端子接続部602から離れるのを規制する意義が特に大きい。これにより、電極体700を第一方向において正極端子200に近付けることができるため、より大きな電極体700を配置でき、エネルギー密度の向上を図ることができる。
規制部403は、電極接続部603及び中間部604の少なくとも一方に係合する突起でなくともよく、電極接続部603及び中間部604の少なくとも一方と互いに嵌合する嵌合部であってもよい。規制部403は、正極下部ガスケット400aではなく、端子接続部602、蓋体120、または、かしめ部201a等に設けられていてもよい。規制部403は、電極接続部603及び中間部604の少なくとも一方と、端子接続部602または正極下部ガスケット400a等とを接着する接着剤または両面テープ、かしめ接合する接合部、ねじ締結する締結部、溶接接合する溶接部、溶着接合する溶着部等であってもよい。
(変形例2)
次に、上記実施の形態の変形例2について、説明する。図7は、本実施の形態の変形例2に係る正極集電体600aの構成を示す斜視図及び正面図である。具体的には、図7の(a)は、正極集電体600aが開いた状態、つまり、図4の(a)に示したような状態を斜め下方から見た場合の斜視図である。図7の(b)は、正極集電体600aが閉じた状態、つまり、図4の(b)に示したような状態を正面から見た場合の正面図であり、図3の(b)に対応する図である。
次に、上記実施の形態の変形例2について、説明する。図7は、本実施の形態の変形例2に係る正極集電体600aの構成を示す斜視図及び正面図である。具体的には、図7の(a)は、正極集電体600aが開いた状態、つまり、図4の(a)に示したような状態を斜め下方から見た場合の斜視図である。図7の(b)は、正極集電体600aが閉じた状態、つまり、図4の(b)に示したような状態を正面から見た場合の正面図であり、図3の(b)に対応する図である。
図7の(a)に示すように、本変形例における正極集電体600aは、上記実施の形態における正極集電体600と異なり、中間部604の端子接続部602との接続箇所に、X軸方向マイナス側に凹む凹部607が形成されている。これにより、本変形例における接続部分605aは、上記実施の形態における接続部分605よりも、X軸方向の長さが短くなっている。つまり、本変形例では、上記実施の形態よりも、接続部分606及び電極接続部603がX軸方向マイナス側に配置されている。
このような構成により、接続部分606が有する曲げ部606a及び606bについても、X軸方向マイナス側に配置されることで、図7の(b)に示すように、曲げ部606aが、Z軸方向(第一方向)から見て、端子接続部602と重なる位置に配置されることとなる。曲げ部606a及び606bは、接続部分606において、中間部604から電極接続部603に向けて屈曲または湾曲された部位である。つまり、曲げ部606aは、接続部分606のX軸方向マイナス側の湾曲した部位であり、曲げ部606bは、接続部分606のX軸方向プラス側の湾曲した部位である。その他の構成については、上記実施の形態と同様である。
以上のように、本変形例に係る蓄電素子によれば、上記実施の形態と同様の効果を奏することができる。特に、正極集電体600aにおいて、中間部604は、電極接続部603との接続部分606に曲げ部606aを有しており、曲げ部606aは、端子接続部602と重なる位置に配置されている。このように、中間部604の曲げ部606aを端子接続部602に重ねることで、中間部604が端子接続部602の位置から曲がる形状となるため、電極接続部603の大きさを大きくできる。これにより、より大きな電極接続部603に電極体700を接続できるため、電極体700と正極集電体600とをより安定して接続できる。本変形例において電極接続部603を上記実施の形態と同じ大きさにする場合には、正極集電体600aの小型化を図ることができるため、省スペース化を図ることができる。
本変形例において、電極接続部603を、Z軸方向マイナス側に少し移動するように配置し、かつ、X軸方向マイナス側にさらに移動するように配置することで、曲げ部606bについても、Z軸方向から見て端子接続部602と重なる位置に配置することもできる。電極接続部603がZ軸方向から見て端子接続部602と重なる位置に配置されるまで、電極接続部603をX軸方向マイナス側にさらに移動させることもできる。さらに、中間部604をZ軸方向マイナス側に少し移動させることで、電極接続部603がZ軸方向から見て中間部604と重なる位置に配置されるまで、電極接続部603をX軸方向マイナス側にさらに移動させることもできる。これらの場合、電極接続部603または中間部604がZ軸方向マイナス側に少し移動するため、電極体700の大きさが多少は制限されるおそれがあるが、電極接続部603の大きさをさらに大きくしたり、X軸方向における省スペース化をさらに図ったりできる。
(その他の変形例)
以上、本発明の実施の形態及びその変形例に係る蓄電素子について説明したが、本発明は、この実施の形態及びその変形例に限定されるものではない。つまり、今回開示された実施の形態及びその変形例は、全ての点で例示であって制限的なものではなく、本発明の範囲は、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれる。以下では、正極集電体について説明するが、負極集電体610についても同様である。
以上、本発明の実施の形態及びその変形例に係る蓄電素子について説明したが、本発明は、この実施の形態及びその変形例に限定されるものではない。つまり、今回開示された実施の形態及びその変形例は、全ての点で例示であって制限的なものではなく、本発明の範囲は、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれる。以下では、正極集電体について説明するが、負極集電体610についても同様である。
上記実施の形態及びその変形例では、正極集電体600、600aの電極接続部603は、電極体700のタブ束710との接合後に、端子接続部602に向けて折り曲げられることとした。しかし、電極接続部603は、折り曲げられた状態で、タブ束710と接合されてもよい。
上記実施の形態及びその変形例では、正極集電体600、600aの中間部604の接続部分605、605aは、端子接続部602のY軸方向プラス側の端部に接続されていることとした。しかし、接続部分605、605aは、端子接続部602のY軸方向マイナス側の端部またはX軸方向マイナス側の端部に接続されていてもよい。ただし、中間部604が端子接続部602のX軸方向マイナス側の端部で接続されている場合には、上述の通り電極接続部603に電極体700のタブ束710を接続するのが困難になる場合があるため、接続部分605、605aは、端子接続部602のY軸方向プラス側の端部またはY軸方向マイナス側の端部に接続されているのが好ましい。
上記実施の形態及びその変形例において、正極集電体600、600aの中間部604には、かしめ部201aが内方に配置される凹部または貫通孔が形成されていてもよい。これによって、中間部604を端子接続部602に近付けることができるため、より大きな電極体700を配置でき、エネルギー密度の向上を図ることができる。
上記実施の形態及びその変形例では、電極体700は、複数枚の平板状極板を積層したスタック型の電極体であることとした。しかし、電極体700の形状は特に限定されず、電極体700は、正極板と負極板との間にセパレータが挟み込まれるように層状に配置されたものが巻回されて形成された巻回型の電極体であってもよい。電極体700は、極板を蛇腹状に折り畳んだ蛇腹型の電極体であってもよい。電極体700の個数は1つには限定されず、2つ以上設けられていてもよい。
上記実施の形態及びその変形例では、正極側(正極集電体600、600a側)及び負極側(負極集電体610側)の双方が、上記構成を有していることとした。しかし、正極側または負極側が上記構成を有していなくてもよい。
上記実施の形態及び上記変形例を任意に組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。
本発明は、このような蓄電素子として実現できるだけでなく、当該蓄電素子に備えられる集電体(正極集電体、負極集電体)、または、当該集電体及び規制部403としても実現できる。
本発明は、リチウムイオン二次電池などの蓄電素子等に適用できる。
10 蓄電素子
200 正極端子
201 軸部
201a かしめ部
210 負極端子
400、400a 正極下部ガスケット
403 規制部
500 負極下部ガスケット
600、600a 正極集電体
602 端子接続部
602a 端子接続部第一面
602b 端子接続部第二面
603 電極接続部
603a 電極接続部第一面
603b 電極接続部第二面
604 中間部
604a 中間部第一面
605、605a、606 接続部分
606a、606b 曲げ部
610 負極集電体
700 電極体
710、720 タブ束
200 正極端子
201 軸部
201a かしめ部
210 負極端子
400、400a 正極下部ガスケット
403 規制部
500 負極下部ガスケット
600、600a 正極集電体
602 端子接続部
602a 端子接続部第一面
602b 端子接続部第二面
603 電極接続部
603a 電極接続部第一面
603b 電極接続部第二面
604 中間部
604a 中間部第一面
605、605a、606 接続部分
606a、606b 曲げ部
610 負極集電体
700 電極体
710、720 タブ束
Claims (7)
- 電極端子と、電極体と、前記電極端子及び前記電極体を接続する集電体とを備える蓄電素子であって、
前記集電体は、
前記電極端子と接続される端子接続部と、
前記電極体と第一方向において接続される電極接続部と、
前記端子接続部及び前記電極接続部を繋ぐ中間部と、を有し、
前記中間部は、前記第一方向から見て前記端子接続部と重なる位置に配置され、
前記電極接続部と前記端子接続部とは、前記第一方向における前記中間部の一方側に配置される
蓄電素子。 - 前記電極接続部は、前記第一方向から見て、前記端子接続部と重ならない位置に配置される
請求項1に記載の蓄電素子。 - 前記電極接続部は、前記中間部の、前記第一方向と交差する第二方向に配置され、
前記中間部は、前記端子接続部の、前記第一方向及び前記第二方向と交差する第三方向の端部に接続されている
請求項1または2に記載の蓄電素子。 - 前記中間部は、前記電極接続部との接続部分において、前記電極接続部に向けて屈曲または湾曲された曲げ部を有し、
前記曲げ部は、前記第一方向から見て、前記端子接続部と重なる位置に配置される
請求項1~3のいずれか1項に記載の蓄電素子。 - さらに、
前記電極接続部及び前記中間部の少なくとも一方が、前記第一方向において前記端子接続部から離れる方向に移動するのを規制する規制部を備える
請求項1~4のいずれか1項に記載の蓄電素子。 - 電極端子と、電極体と、前記電極端子及び前記電極体を接続する集電体とを備える蓄電素子の製造方法であって、
前記集電体は、
前記電極端子と接続される端子接続部と、
前記電極体と第一方向において接続される電極接続部と、
前記端子接続部及び前記電極接続部を繋ぐ中間部と、を有し、
前記蓄電素子の製造方法は、
前記中間部を、前記第一方向から見て前記端子接続部と重なる位置に配置し、かつ、前記電極接続部と前記端子接続部とを、前記第一方向における前記中間部の一方側に配置するように、前記集電体を折り曲げる折曲工程を含む
蓄電素子の製造方法。 - 前記折曲工程では、第一折曲工程及び第二折曲工程の順に2段階で前記集電体を折り曲げ、
前記第一折曲工程では、前記電極接続部及び前記中間部の少なくとも一方を前記第一方向の両側から支持しつつ、前記端子接続部を前記中間部に近づけ、
前記第二折曲工程では、前記電極接続部及び前記中間部の少なくとも一方を前記第一方向の前記端子接続部とは反対側から支持しつつ、前記端子接続部を前記中間部にさらに近づける
請求項6に記載の蓄電素子の製造方法。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US17/281,897 US20210384513A1 (en) | 2018-10-05 | 2019-10-04 | Energy storage device and method for manufacturing the same |
JP2020551093A JP7447794B2 (ja) | 2018-10-05 | 2019-10-04 | 蓄電素子及びその製造方法 |
CN201980063753.8A CN112753129B (zh) | 2018-10-05 | 2019-10-04 | 蓄电元件及其制造方法 |
DE112019005016.8T DE112019005016T5 (de) | 2018-10-05 | 2019-10-04 | Energiespeichervorrichtung und verfahren zum herstellen derselben |
JP2024027966A JP2024063087A (ja) | 2018-10-05 | 2024-02-28 | 蓄電素子 |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018190054 | 2018-10-05 | ||
JP2018-190054 | 2018-10-05 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2020071516A1 true WO2020071516A1 (ja) | 2020-04-09 |
Family
ID=70055672
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/JP2019/039225 WO2020071516A1 (ja) | 2018-10-05 | 2019-10-04 | 蓄電素子及びその製造方法 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20210384513A1 (ja) |
JP (2) | JP7447794B2 (ja) |
CN (1) | CN112753129B (ja) |
DE (3) | DE112019005016T5 (ja) |
WO (1) | WO2020071516A1 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102021129785A1 (de) | 2021-11-16 | 2023-05-17 | Audi Aktiengesellschaft | Verfahren zum Herstellen einer prismatischen Batteriezelle sowie prismatische Batteriezelle |
CN118318348A (zh) * | 2022-07-06 | 2024-07-09 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 电池单体及其组装方法、电池、用电装置 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001338632A (ja) * | 2000-05-26 | 2001-12-07 | Japan Storage Battery Co Ltd | 電池及び電池の製造方法 |
JP2013161757A (ja) * | 2012-02-08 | 2013-08-19 | Toyota Industries Corp | 蓄電装置及び車両 |
JP2016219123A (ja) * | 2015-05-15 | 2016-12-22 | 三洋電機株式会社 | 角形二次電池及びそれを用いた組電池 |
WO2017047790A1 (ja) * | 2015-09-18 | 2017-03-23 | リチウム エナジー アンド パワー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフッング ウント コンパニー コマンディトゲゼルシャフト | 蓄電素子及び蓄電素子の製造方法 |
JP2018147832A (ja) * | 2017-03-08 | 2018-09-20 | 株式会社Gsユアサ | 蓄電素子 |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5357799B2 (ja) | 2010-02-09 | 2013-12-04 | 三菱重工業株式会社 | 二次電池、二次電池の製造装置および製造方法 |
EP2538467B1 (en) * | 2010-02-17 | 2017-11-15 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Battery and production method thereof |
JP6134196B2 (ja) * | 2013-05-07 | 2017-05-24 | 矢崎総業株式会社 | バスバモジュール及び電源装置 |
JP6215088B2 (ja) * | 2014-03-03 | 2017-10-18 | 株式会社マキタ | 電動工具用電池パック |
EP3352250A4 (en) * | 2015-09-18 | 2019-05-15 | Lithium Energy and Power GmbH & Co. KG | ELECTRICITY STORAGE ELEMENT AND METHOD FOR MANUFACTURING ELECTRICITY STORAGE ELEMENT |
JP2017059506A (ja) * | 2015-09-18 | 2017-03-23 | リチウム エナジー アンド パワー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフッング ウント コンパニー コマンディトゲゼルシャフトLithium Energy and Power GmbH & Co. KG | 蓄電素子及び蓄電素子の製造方法 |
JP6857294B2 (ja) * | 2016-02-29 | 2021-04-14 | 株式会社Gsユアサ | 蓄電素子及び蓄電素子の製造方法 |
CN205583030U (zh) * | 2016-05-09 | 2016-09-14 | 华霆(合肥)动力技术有限公司 | 一种用于电池组连接的电极片及电池组 |
JP6768418B2 (ja) * | 2016-08-31 | 2020-10-14 | 三洋電機株式会社 | 角形二次電池 |
JP6938923B2 (ja) * | 2017-01-20 | 2021-09-22 | 株式会社Gsユアサ | 蓄電素子 |
-
2019
- 2019-10-04 DE DE112019005016.8T patent/DE112019005016T5/de active Pending
- 2019-10-04 DE DE202019006008.1U patent/DE202019006008U1/de active Active
- 2019-10-04 JP JP2020551093A patent/JP7447794B2/ja active Active
- 2019-10-04 DE DE202019006003.0U patent/DE202019006003U1/de active Active
- 2019-10-04 US US17/281,897 patent/US20210384513A1/en active Pending
- 2019-10-04 CN CN201980063753.8A patent/CN112753129B/zh active Active
- 2019-10-04 WO PCT/JP2019/039225 patent/WO2020071516A1/ja active Application Filing
-
2024
- 2024-02-28 JP JP2024027966A patent/JP2024063087A/ja active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001338632A (ja) * | 2000-05-26 | 2001-12-07 | Japan Storage Battery Co Ltd | 電池及び電池の製造方法 |
JP2013161757A (ja) * | 2012-02-08 | 2013-08-19 | Toyota Industries Corp | 蓄電装置及び車両 |
JP2016219123A (ja) * | 2015-05-15 | 2016-12-22 | 三洋電機株式会社 | 角形二次電池及びそれを用いた組電池 |
WO2017047790A1 (ja) * | 2015-09-18 | 2017-03-23 | リチウム エナジー アンド パワー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフッング ウント コンパニー コマンディトゲゼルシャフト | 蓄電素子及び蓄電素子の製造方法 |
JP2018147832A (ja) * | 2017-03-08 | 2018-09-20 | 株式会社Gsユアサ | 蓄電素子 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE202019006008U1 (de) | 2024-01-29 |
DE202019006003U1 (de) | 2024-02-12 |
JP2024063087A (ja) | 2024-05-10 |
DE112019005016T5 (de) | 2021-06-24 |
CN112753129A (zh) | 2021-05-04 |
JPWO2020071516A1 (ja) | 2021-09-24 |
JP7447794B2 (ja) | 2024-03-12 |
US20210384513A1 (en) | 2021-12-09 |
CN112753129B (zh) | 2024-09-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2024063087A (ja) | 蓄電素子 | |
JP7230537B2 (ja) | 蓄電素子 | |
JP7286991B2 (ja) | 蓄電素子 | |
JP2020149952A (ja) | 蓄電素子 | |
JP2020136244A (ja) | 蓄電素子 | |
JP2019067580A (ja) | 蓄電素子 | |
JP7119837B2 (ja) | 蓄電素子 | |
JP7275677B2 (ja) | 蓄電装置 | |
US12002999B2 (en) | Energy storage device | |
JP7567364B2 (ja) | 蓄電素子 | |
WO2018235768A1 (ja) | 蓄電素子 | |
JP7346856B2 (ja) | 蓄電素子及びその製造方法 | |
JP2020149850A (ja) | 蓄電素子 | |
JP7259261B2 (ja) | 蓄電素子 | |
JP2018147829A (ja) | 蓄電素子及びその製造方法 | |
JP2019057444A (ja) | 蓄電素子 | |
JP2023096714A (ja) | 蓄電素子 | |
JP2023047908A (ja) | 蓄電素子 | |
JP2023136602A (ja) | 蓄電装置 | |
JP2023038811A (ja) | 蓄電素子 | |
JP2020145118A (ja) | 蓄電素子 | |
JP2023167337A (ja) | 蓄電装置 | |
JP2020149790A (ja) | 蓄電素子及びその製造方法 | |
JP2022149967A (ja) | 蓄電素子 | |
JP2023019871A (ja) | 蓄電装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 19868346 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
ENP | Entry into the national phase |
Ref document number: 2020551093 Country of ref document: JP Kind code of ref document: A |
|
122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 19868346 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |