JP2009087612A - Layered battery - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば、ロボット、電気自動車、バックアップ電源等に使用される積層式電池に関し、特に、簡単な構造で蓋体と端子とを絶縁することができる積層式リチウムイオン電池に関する。 The present invention relates to a stacked battery used in, for example, a robot, an electric vehicle, a backup power source, and the like, and more particularly to a stacked lithium ion battery that can insulate a lid and a terminal with a simple structure.
近年、電池は、携帯電話、ノートパソコン、PDA等の移動情報端末の電源のみならず、ロボット、電気自動車、バックアップ電源などに使用されるようになってきており、さらなる高容量化が要求されるようになってきている。このような要求に対し、リチウムイオン二次電池は、高いエネルギー密度を有し、高容量であるので、上記のような駆動電源として広く利用されている。 In recent years, batteries have been used not only for power sources of mobile information terminals such as mobile phones, notebook personal computers, and PDAs, but also for robots, electric vehicles, backup power sources, etc., and further increase in capacity is required. It has become like this. In response to such demands, lithium ion secondary batteries have high energy density and high capacity, and are therefore widely used as drive power sources as described above.
このようなリチウムイオン二次電池の電池形態としては、大別して、渦巻状の電極体を有底筒状の外装体に配置した筒型のものと、方形状電極を複数積層した積層電極体を外装体に配置した積層型のものとがある。これらリチウムイオン二次電池のうち後者の電池の積層電極体の具体的な構成は、正極集電タブを有するシート状の正極と、負極集電タブを有するシート状の負極とを、セパレータを介して必要な数だけ積層するような構成であり、上記正極集電タブは複数枚重ねられた状態で正極端子と電気的に接続させる一方、上記負極集電タブは複数枚重ねられた状態で負極端子と電気的に接続される構造である。 As a battery form of such a lithium ion secondary battery, it is broadly divided into a cylindrical one in which a spiral electrode body is arranged in a bottomed cylindrical exterior body, and a laminated electrode body in which a plurality of rectangular electrodes are laminated. There is a laminated type arranged in the exterior body. Among these lithium ion secondary batteries, the specific structure of the laminated electrode body of the latter battery is that a sheet-like positive electrode having a positive current collecting tab and a sheet-like negative electrode having a negative current collecting tab are interposed via a separator. A plurality of the positive electrode current collecting tabs are electrically connected to the positive electrode terminal in a state where a plurality of the positive electrode current collecting tabs are stacked, while a plurality of the negative electrode current collecting tabs are stacked in a negative electrode state. This structure is electrically connected to the terminal.
ここで、両集電タブと両端子との接続方法(接続構造)としては、下記に示すものが提案されている。
(1)集電タブを一緒に包み込んでかしめ、集電タブを結束する結束部品(或いは、突片)を備え、この結束部品を介して両集電端子に溶着させて一体化するような方法(下記特許文献1,2参照)。
(2)集電タブが、集電ブロックに設けられた少なくとも1箇所のスリットに挿入された状態でかしめ加工するような方法(下記特許文献3参照)。
Here, as a connection method (connection structure) between both current collecting tabs and both terminals, the following is proposed.
(1) A method in which the current collecting tabs are wrapped together and caulked, and a bundling part (or a projecting piece) for bundling the current collecting tabs is provided, and the current collecting tabs are fused and integrated with both current collecting terminals via the bundling parts. (See
(2) A method in which the current collecting tab is caulked while being inserted into at least one slit provided in the current collecting block (see
ここで、近年、上述の如くリチウムイオン二次電池の大容量化が進行しており、これに伴って正極や負極の積層枚数が多くなる傾向にあるので、各集電タブと両極、又は、各集電タブ同士の接触状態が良好とならない部位が生じることがある。このため、両極と両端子との間の接続抵抗値が全体的に大きくなったり、各極板と端子との間の接続抵抗値にバラツキが生じ易くなる。このため、特に、ハイレートでの充放電を行った際には、接続抵抗値が全体的に大きくなると十分な出力を得ることができず、また、接続抵抗値にバラツキが生じると、各極に流れる電流値が不均一となり(具体的には、両極と両端子との間の接続抵抗値が小さい部位では大きな電流が流れる一方、両極と両端子との間の接続抵抗値が大きな部位では小さな電流が流れる)、電池内で充放電状態の偏在が生じる結果、部分的に過放電や過充電となる。このようなことから、ハイレートでの充放電を行った際のサイクル特性が低下する。したがって、正極や負極の積層枚数が多くなった場合であっても、接続抵抗値が全体的に大きくなったり、接続抵抗値にバラツキが生じるのを抑制する必要がある。 Here, in recent years, as described above, the capacity of the lithium ion secondary battery has been increased, and accordingly, the number of stacked positive electrodes and negative electrodes tends to increase. There may be a site where the contact state between the current collecting tabs is not good. For this reason, the connection resistance value between both poles and both terminals tends to increase as a whole, and the connection resistance value between each electrode plate and terminal tends to vary. For this reason, particularly when charging / discharging at a high rate, if the connection resistance value increases as a whole, a sufficient output cannot be obtained, and if the connection resistance value varies, The flowing current value becomes non-uniform (specifically, a large current flows in a portion where the connection resistance value between both electrodes and both terminals is small, while a small current flows in a region where the connection resistance value between both electrodes and both terminals is large. Current flows), and the charge / discharge state is unevenly distributed in the battery, resulting in partial overdischarge and overcharge. For this reason, the cycle characteristics when charging / discharging at a high rate are deteriorated. Therefore, even when the number of stacked positive electrodes and negative electrodes is increased, it is necessary to suppress an increase in the connection resistance value as a whole and variations in the connection resistance value.
しかしながら、上記(1)の電池では、集電タブを結束する結束部品等の表面(集電タブと当接する面)が平面状であるため、かしめ固定した場合に、集電タブの極めて限られた部位(通常は集電タブの端部)には大きな加圧力が加わる一方、その他の部位には大きな加圧力が加わらない。したがって、各集電タブ同士の接触面積が全体的に小さくなり、しかも各集電タブ同士の接触面積が各部位毎に大きく異なり、両極と両端子との間の接続抵抗値が大きくなって、しかも接続抵抗値にバラツキが生じるという課題を有している。
また、上記(2)の電池でも、集電タブが挿入されたスリットの表面(集電タブと当接する面)が平面状であるため、かしめ固定した場合には、やはり上述した課題と同様の課題を有している。
However, in the battery of (1) above, the surface of the bundling component or the like for bundling the current collecting tab (the surface that comes into contact with the current collecting tab) is flat, so that when the caulking is fixed, the current collecting tab is extremely limited. A large pressure is applied to the other part (usually the end of the current collecting tab), while no large pressure is applied to the other parts. Therefore, the contact area between the current collecting tabs is reduced overall, and the contact area between the current collecting tabs is greatly different for each part, and the connection resistance value between both electrodes and both terminals is increased, In addition, there is a problem that the connection resistance value varies.
Also, in the battery of (2) above, the surface of the slit into which the current collecting tab is inserted (the surface in contact with the current collecting tab) is flat. Has a problem.
本発明は上記課題を考慮したものであって、両極と両端子との間の接続抵抗値を小さくし、且つ、接続抵抗値にバラツキが生じるのを抑えることにより、ハイレートでの充放電を行った場合であっても電池のサイクル特性が低下するのを抑制できる積層式電池を提供することである。 The present invention takes the above-mentioned problems into consideration, and performs charge / discharge at a high rate by reducing the connection resistance value between both electrodes and both terminals and suppressing the variation in the connection resistance value. Even if it is a case, it is providing the laminated battery which can suppress that the cycling characteristics of a battery fall.
上記目的を達成するために本発明は、複数の正極と複数の負極とがセパレータを介して交互に積層された積層電極体を有すると共に、上記正極からは金属箔から成る正極集電タブが、上記負極からは金属箔から成る負極集電タブが各々延出され、且つ、上記正極集電タブは重ねられた状態で、正極端子の一部を成す板状の内部端子と板状の正極側押さえ板とで挟持されることにより、上記正極と上記正極端子とが正極集電タブを介して電気的に接続される一方、上記負極集電タブは重ねられた状態で、負極端子の一部を成す板状の内部端子と板状の負極側押さえ板とで挟持されることにより、上記負極と上記負極端子とが負極集電タブを介して電気的に接続される構造の積層式電池であって、上記正極端子の内部端子と正極側押さえ板との対向面のうち一方の対向面には、上記正極集電タブの幅方向に延びる凸部が設けられる一方、他方の対向面には上記凸部が遊嵌状態で配置される凹部が延設され、これら凹凸部の間に正極集電タブが配置される構造、及び/又は、上記負極端子の内部端子と負極側押さえ板との対向面のうち一方の対向面には、上記負極集電タブの幅方向に延びる凸部が設けられる一方、他方の対向面には上記凸部が遊嵌状態で配置される凹部が延設され、これら凹凸部の間に負極集電タブが配置される構造を備えることを特徴とする。 To achieve the above object, the present invention has a laminated electrode body in which a plurality of positive electrodes and a plurality of negative electrodes are alternately laminated via separators, and a positive electrode current collecting tab made of a metal foil from the positive electrode, A negative electrode current collecting tab made of a metal foil is extended from the negative electrode, and the positive electrode current collecting tab is overlapped, and a plate-like internal terminal forming a part of the positive electrode terminal and a plate-like positive electrode side The positive electrode and the positive electrode terminal are electrically connected via a positive electrode current collecting tab while being sandwiched by a holding plate, while the negative electrode current collecting tab is overlapped with a part of the negative electrode terminal. A laminated battery having a structure in which the negative electrode and the negative electrode terminal are electrically connected via a negative electrode current collecting tab by being sandwiched between a plate-like internal terminal and a plate-like negative electrode side holding plate. A pair of the positive terminal and the positive side holding plate One of the surfaces is provided with a convex portion extending in the width direction of the positive current collector tab, while the other opposing surface is provided with a concave portion in which the convex portion is loosely fitted. A structure in which a positive electrode current collecting tab is disposed between the uneven portions and / or one of the opposed surfaces of the internal terminal of the negative electrode terminal and the negative electrode side pressing plate is provided on the opposite surface of the negative electrode current collecting tab. While a convex portion extending in the width direction is provided, a concave portion in which the convex portion is arranged in a loose fit state is extended on the other facing surface, and a negative electrode current collecting tab is arranged between the concave and convex portions. It is characterized by providing.
上記構成であれば、下記の作用効果を奏する。尚、正極側の構造と負極側の構造とは同一の構造であるので、以下の作用効果の説明では、正極側を例にとって説明する。
上記構成の如く、正極端子の一部を成す板状の内部端子と正極側押さえ板との対向面のうち一方の対向面には凸部が設けられる一方、他方の対向面には上記凸部が遊嵌状態で配置される凹部が延設され、これら凹凸部の間に正極集電タブが配置されていれば、内部端子と正極側押さえ板との対向面の面積が増大するので、内部端子と正極集電タブとの接触面積が増大し、正極と正極端子との間の接続抵抗値が全体的に小さくなる。加えて、凹凸部の間に正極集電タブが配置される構造であれば、上記凸部や上記凹部の角部では、正極集電タブと内部端子とが必ず当接し、しかも当該部分で正極集電タブには大きな加圧力が加わるので、正極集電タブ同士が接触する確率が高くなる。したがって、正極と正極端子との間の接続抵抗値が全体的に小さくなるのみならず、各正極と正極端子との接続抵抗も均一化される。
If it is the said structure, there exists the following effect. In addition, since the structure on the positive electrode side and the structure on the negative electrode side are the same structure, the following description of the function and effect will be made taking the positive electrode side as an example.
As described above, a convex portion is provided on one opposing surface of the opposing surfaces of the plate-like internal terminal that forms part of the positive electrode terminal and the positive-side holding plate, while the convex portion is provided on the other opposing surface. If the concave portion arranged in a loosely fitted state is extended and the positive electrode current collecting tab is arranged between the concave and convex portions, the area of the facing surface between the internal terminal and the positive side holding plate increases, The contact area between the terminal and the positive electrode current collecting tab is increased, and the connection resistance value between the positive electrode and the positive electrode terminal is reduced as a whole. In addition, if the positive electrode current collecting tab is arranged between the concavo-convex parts, the positive electrode current collecting tab and the internal terminal always come into contact with each other at the convex part or the corner part of the concave part. Since a large pressing force is applied to the current collecting tabs, the probability that the positive electrode current collecting tabs come into contact with each other increases. Therefore, not only the connection resistance value between the positive electrode and the positive electrode terminal is reduced as a whole, but also the connection resistance between each positive electrode and the positive electrode terminal is made uniform.
上記正極端子の内部端子と正極側押さえ板とはネジ固定され、及び/又は、上記負極端子の内部端子と負極側押さえ板とはネジ固定されていることが望ましい。
正極端子の内部端子と正極側押さえ板とはクリップ等で固定することも可能であるが、当該構成では、電池を長期間使用したときに正極集電タブに加わる加圧力が小さくなって、接続抵抗値が大きくなるおそれがある。これに対して、両者をネジ固定した場合には、このような不都合を解消できる。
It is desirable that the internal terminal of the positive electrode terminal and the positive electrode side holding plate are fixed by screws and / or the internal terminal of the negative electrode terminal and the negative electrode side holding plate are fixed by screws.
The internal terminal of the positive electrode terminal and the positive electrode side holding plate can be fixed with a clip or the like, but in this configuration, the pressure applied to the positive electrode current collecting tab becomes small when the battery is used for a long time, The resistance value may increase. On the other hand, when both are fixed with screws, such inconvenience can be solved.
上記ネジ固定されている部位が、各集電タブの幅方向に複数個所設けられていることが望ましい。
ネジ固定が複数個所で行なわれていれば、正極集電タブに加わる加圧力が大きくなり、しかも正極集電タブに均等に加圧力が加わるので、上記作用効果が一層発揮される。
It is desirable that a plurality of portions fixed with screws are provided in the width direction of each current collecting tab.
If the screws are fixed at a plurality of locations, the applied pressure applied to the positive electrode current collecting tab is increased, and the applied pressure is applied evenly to the positive electrode current collecting tab.
複数の正極と複数の負極とがセパレータを介して交互に積層された積層電極体を有すると共に、上記正極からは金属箔から成る正極集電タブが、上記負極からは金属箔から成る負極集電タブが各々延出され、且つ、上記正極集電タブは重ねられた状態で、正極端子の一部を成す板状の内部端子と板状の正極側押さえ板とで挟持されることにより、上記正極と上記正極端子とが正極集電タブを介して電気的に接続される一方、上記負極集電タブは重ねられた状態で、負極端子の一部を成す板状の内部端子と板状の負極側押さえ板とで挟持されることにより、上記負極と上記負極端子とが負極集電タブを介して電気的に接続される構造の積層式電池であって、上記正極端子の内部端子と正極側押さえ板との対向面のうち少なくとも一方の対向面には凸部が設けられ、両対向面に凸部が設けられている場合には凸部同士間に正極集電タブが配置され、一方の対向面にのみ凸部が設けられている場合には凸部と対向面との間に正極集電タブが配置される構造、及び/又は、上記負極端子の内部端子と負極側押さえ板との対向面のうち少なくとも一方の対向面には凸部が設けられ、両対向面に凸部が設けられている場合には凸部同士間に負極集電タブが配置され、一方の対向面にのみ凸部が設けられている場合には凸部と対向面との間に負極集電タブが配置される構造を備えることを特徴とする。 It has a laminated electrode body in which a plurality of positive electrodes and a plurality of negative electrodes are alternately laminated via separators, and a positive electrode current collecting tab made of metal foil from the positive electrode and a negative electrode current collector made of metal foil from the negative electrode Each of the tabs is extended, and the positive current collecting tab is overlapped, and is sandwiched between a plate-like internal terminal that forms a part of the positive electrode terminal and a plate-like positive-side holding plate, thereby While the positive electrode and the positive electrode terminal are electrically connected via a positive electrode current collecting tab, the negative electrode current collecting tab is overlapped, and a plate-like internal terminal that forms a part of the negative electrode terminal and a plate-like electrode A laminated battery having a structure in which the negative electrode and the negative electrode terminal are electrically connected via a negative electrode current collecting tab by being sandwiched between negative electrode side holding plates, and the internal terminal of the positive electrode terminal and the positive electrode At least one of the opposing surfaces of the side presser plate When a convex part is provided and a convex part is provided on both opposing surfaces, a positive electrode current collecting tab is disposed between the convex parts, and when a convex part is provided only on one opposing surface, the convex part is provided. And / or a structure in which a positive electrode current collecting tab is disposed between the surface and the opposing surface, and / or a convex portion is provided on at least one of the opposing surfaces of the internal terminal of the negative electrode terminal and the negative electrode side holding plate. When the convex portions are provided on both opposing surfaces, a negative electrode current collecting tab is disposed between the convex portions, and when the convex portions are provided only on one opposing surface, the convex portions and the opposing surfaces It has the structure where a negative electrode current collection tab is arrange | positioned between.
上記構成であれば、凸部同士間又は凸部と対向面との間でしか正極集電タブが挟持されていないので、正極端子と正極集電タブ、及び、正極集電タブ同士の接触面積が小さくなるとも考えられる。しかしながら、微視的にみると、正極端子や正極集電タブの表面は完全な鏡面状態ではなく、微少な凹凸が存在する。したがって、正極端子の一部を成す板状の内部端子と板状の負極側押さえ板との対向面に共に凸部が形成されていない場合には、対向面の全面で正極集電タブが挟持されることになる。このため、正極集電タブに加わる加圧力が分散されることとなって、正極集電タブが余り変形しないので、正極端子と正極集電タブ、及び、正極集電タブ同士の接触面積は極めて小さくなる。これに対して、凸部同士間又は凸部と対向面との間でのみ正極集電タブを挟持する構成であれば、正極集電タブに加わる加圧力が分散されず、正極集電タブを挟持している部位に集中的に加わるので、挟持部位に存在する正極集電タブが変形し易くなり、その結果、正極端子と正極集電タブ、及び、正極集電タブ同士の接触面積が大きくなる。 With the above configuration, since the positive electrode current collecting tab is sandwiched only between the convex portions or between the convex portion and the opposing surface, the contact area between the positive electrode terminal, the positive electrode current collecting tab, and the positive electrode current collecting tabs Is considered to be smaller. However, when viewed microscopically, the surfaces of the positive electrode terminal and the positive electrode current collecting tab are not completely mirror-finished and have minute irregularities. Therefore, when the convex part is not formed on the opposing surface of the plate-like internal terminal that forms part of the positive electrode terminal and the plate-like negative electrode side holding plate, the positive electrode current collecting tab is sandwiched across the entire opposing surface. Will be. For this reason, the pressure applied to the positive electrode current collector tab is dispersed, and the positive electrode current collector tab does not deform so much. Therefore, the contact area between the positive electrode terminal, the positive electrode current collector tab, and the positive electrode current collector tabs is extremely high. Get smaller. On the other hand, if the positive electrode current collector tab is sandwiched only between the convex portions or between the convex portion and the opposing surface, the applied pressure applied to the positive electrode current collector tab is not dispersed, and the positive electrode current collector tab is Since it is intensively applied to the sandwiched portion, the positive electrode current collecting tab existing in the sandwiched portion is easily deformed, and as a result, the contact area between the positive electrode terminal, the positive electrode current collecting tab, and the positive electrode current collecting tab is large. Become.
尚、上記従来の技術に示したかしめ固定では、集電タブの極めて限られた部位にのみ大きな加圧力が加わるため、当該部位での接触は良好になるが、正極集電タブ同士の接触面積の増大を図ることはできない。これに対して、上記構成であれば、凸部同士間又は凸部と対向面との間というある程度の面積で大きな加圧力が加わることになるので、正極集電タブ同士等の接触面積の増大を図ることができる。このようなことを考慮すれば、内部端子と負極側押さえ板とで正極集電タブを挟持する力にもよるが、当接面の全面積に対する凸部の面積比は余り小さくすることは好ましくなく、一般的には、当該面積比は60%〜80%の範囲で最も有効である。 In the caulking and fixing shown in the above prior art, a large pressing force is applied only to a very limited part of the current collecting tab, so that the contact at the part is good, but the contact area between the positive electrode current collecting tabs is good. Cannot be increased. On the other hand, if it is the said structure, since a big pressurization force will be added by a certain amount of area between convex parts or between a convex part and an opposing surface, increase of contact areas, such as positive electrode current collection tabs, is increased. Can be achieved. Taking this into consideration, it is preferable to make the area ratio of the convex portion to the total area of the contact surface too small, although it depends on the force of clamping the positive electrode current collecting tab between the internal terminal and the negative electrode side holding plate. In general, the area ratio is most effective in the range of 60% to 80%.
上記正極端子の内部端子と正極側押さえ板とはネジ固定され、及び/又は、上記負極端子の内部端子と負極側押さえ板とはネジ固定されていることが望ましく、また、上記ネジ固定されている部位が、各集電タブの幅方向に複数個所設けられていることが望ましい。
これは、上述した理由と同様の理由である。
The internal terminal of the positive electrode terminal and the positive side holding plate are preferably screwed and / or the internal terminal of the negative electrode terminal and the negative side holding plate are preferably screwed and the screw is fixed. It is desirable that a plurality of portions are provided in the width direction of each current collecting tab.
This is the same reason as described above.
上記凸部に対応する位置でネジ固定されていることが望ましい。
上記構成の如く、凸部に対応する位置でネジ固定されていであれば、凸部同士間又は凸部と対向面との間に正極集電タブに大きな加圧力が確実に加わることになる。
It is desirable that the screw is fixed at a position corresponding to the convex portion.
If the screw is fixed at a position corresponding to the convex portion as in the above configuration, a large pressure is surely applied to the positive electrode current collecting tab between the convex portions or between the convex portion and the opposing surface.
上記積層電極体が、長方形筒状の外装体とこの外装体の開口端に固定された長方形板状の蓋体とから成る空間内に収納され、且つ、上記両正負極端子が、上記内部端子と、上記蓋体に形成された孔から外部に突出して外部機器と接続される柱状の外部端子と、上記内部端子が電池内部側の面に固定される一方、上記外部端子が電池外部側の面に固定される接続板とから成り、この接続板と上記蓋体との間には柱状の絶縁体が介在されると共に、上記絶縁体と上記蓋体とのうち一方の部材には第1嵌合部が設けられる一方、他方の部材には第1被嵌合部が設けられ、更に上記絶縁体と上記接続板のうち一方の部材には第2嵌合部が設けられる一方、他方の部材には第2被嵌合部が設けられ、しかも、上記内部端子が蓋体の長手方向に延設され、且つ、上記第1被嵌合部、上記第1嵌合部、上記第2被嵌合部、及び上記第2嵌合部の平面視形状が略方形状を成すことが望ましい。 The laminated electrode body is housed in a space composed of a rectangular cylindrical outer casing and a rectangular plate-shaped lid fixed to the opening end of the outer casing, and both the positive and negative terminals are the inner terminals. A columnar external terminal that protrudes to the outside through the hole formed in the lid and is connected to an external device, and the internal terminal is fixed to the surface on the battery internal side, while the external terminal is on the battery external side. A connecting plate fixed to the surface, and a columnar insulator is interposed between the connecting plate and the lid, and one member of the insulator and the lid is a first member. While the fitting portion is provided, the other member is provided with a first fitted portion, and one member of the insulator and the connecting plate is provided with a second fitting portion, while the other member is provided with the other fitting member. The member is provided with a second fitted portion, and the internal terminal extends in the longitudinal direction of the lid, One, the first fitted portion, said first fitting portion, the second fitted portion, and the plan view shape of the second fitting portion that forms a substantially rectangular shape desired.
上記構成の如く、絶縁体と蓋体とのうち一方の部材には第1嵌合部が設けられる一方、他方の部材には第1被嵌合部が設けられていれば、第1嵌合部と第1被嵌合部とを嵌め合わせることにより絶縁体と蓋体との位置合わせが行なわれ、且つ、絶縁体と接続板のうち一方の部材には第2嵌合部が設けられる一方、他方の部材には第2被嵌合部が設けられていれば、第2嵌合部と第2被嵌合部とを嵌め合わせることにより絶縁体と接続板との位置合わせが行なわれる。これらのことから、絶縁体を介して蓋体と接続板との位置合わせが行なわれることになるので、蓋体に形成された孔と接続板に固定された外部端子との間の位置合わせも行なわれることになる。したがって、蓋体に形成された孔において、蓋体と外部端子とが接触するのを防止できるので、簡単な構成で、蓋体に形成された孔と外部端子との間の位置合わせをすることができ、この結果、製造工程が複雑化するのが抑えられて、製造コストの低減を図ることができる。 As in the above configuration, if the first fitting portion is provided on one member of the insulator and the lid, the first fitting is provided if the first fitting portion is provided on the other member. The insulator and the lid are aligned by fitting the part and the first fitted part, and one of the insulator and the connecting plate is provided with the second fitting part. If the second fitted portion is provided on the other member, the insulator and the connecting plate are aligned by fitting the second fitted portion and the second fitted portion. Because of these, the lid and the connection plate are aligned via the insulator, so the alignment between the hole formed in the lid and the external terminal fixed to the connection plate is also possible. Will be done. Therefore, since it is possible to prevent the lid and the external terminal from coming into contact with each other in the hole formed in the lid, alignment between the hole formed in the lid and the external terminal can be performed with a simple configuration. As a result, the manufacturing process can be prevented from becoming complicated, and the manufacturing cost can be reduced.
この場合、上記第1被嵌合部、上記第1嵌合部、上記第2被嵌合部、及び上記第2嵌合部の平面視形状は円形状であっても良いが、内部端子が板状である場合にこれらを円形状とすると、内部端子の延設方向が所望の方向(一般的には、正負極に固定された両集電タブの幅方向と平行になる方向)とはならず、両極や両集電タブを曲げようとする外力が働くことになる。そこで、上記第1被嵌合部、上記第1嵌合部、上記第2被嵌合部、及び上記第2嵌合部が方形状であれば、内部端子の延設方向を所望の方向に規制することができ、且つ、この状態が維持されるので、上記外力が働くのを抑止することができる。 In this case, the shape of the first fitting portion, the first fitting portion, the second fitting portion, and the second fitting portion in a plan view may be circular, but the internal terminal is If these are plate-shaped and are circular, the extension direction of the internal terminals is the desired direction (generally, the direction parallel to the width direction of both current collecting tabs fixed to the positive and negative electrodes) In other words, an external force acts to bend both poles and current collecting tabs. Therefore, if the first fitted portion, the first fitted portion, the second fitted portion, and the second fitted portion are square, the extending direction of the internal terminal is set to a desired direction. Since this state can be maintained, the external force can be prevented from acting.
上記外部端子が上記蓋体の幅方向の略中央部から突出している場合に、外部端子は上記接続板の略中央部に固定されている一方、上記内部端子は接続板の端部に固定されていることが望ましい。
このように外部端子が上記蓋体の幅方向の略中央部から突出する構造であれば、電池を外部機器に接続する際の利便性を確保しつつ、内部端子は外装体の長手方向の内側面に近接して配置されるので、外装体内の空間を内部接続効率の改善に有効的に利用することができる。
When the external terminal protrudes from a substantially central portion in the width direction of the lid body, the external terminal is fixed to a substantially central portion of the connection plate, while the internal terminal is fixed to an end portion of the connection plate. It is desirable that
In this way, if the external terminal protrudes from the substantially central portion in the width direction of the lid body, the internal terminal is arranged in the longitudinal direction of the exterior body while ensuring convenience when connecting the battery to the external device. Since it is arranged close to the side surface, the space in the exterior body can be effectively used for improving the internal connection efficiency.
上記正極に用いられる正極活物質と、上記負極に用いられる負極活物質とが、リチウムを吸蔵放出できる材料から構成されていることが望ましい。
正極活物質と負極活物質とがリチウムを吸蔵放出できる材料から構成されるリチウムイオン電池に適用すれば、当該電池において正負極板の積層枚数を多くして大容量化を図った場合に、ハイレートでのサイクル特性を格段に向上させることができる。
It is desirable that the positive electrode active material used for the positive electrode and the negative electrode active material used for the negative electrode are made of a material capable of occluding and releasing lithium.
When applied to a lithium ion battery composed of a material in which the positive electrode active material and the negative electrode active material are capable of occluding and releasing lithium, the high rate is achieved when the number of stacked positive and negative electrode plates is increased in the battery and the capacity is increased. Cycle characteristics can be significantly improved.
本発明によれば、両極と両端子との間の接続抵抗値を小さくし、且つ、接続抵抗値にバラツキが生じるのを抑えることができるので、ハイレートでの充放電を行った場合であっても電池のサイクル特性が低下するのを抑制できるという優れた効果を奏する。 According to the present invention, it is possible to reduce the connection resistance value between the two electrodes and both terminals and to suppress the variation in the connection resistance value. Also has an excellent effect of suppressing the deterioration of the cycle characteristics of the battery.
以下、本発明の一例に係る積層式リチウムイオン電池を、図1〜図22に基づいて説明する。なお、本発明における積層式電池は、下記の形態に示したものに限定されず、その要旨を変更しない範囲において適宜変更して実施できるものである。 Hereinafter, a stacked lithium ion battery according to an example of the present invention will be described with reference to FIGS. The laminated battery according to the present invention is not limited to those shown in the following embodiments, and can be implemented with appropriate modifications within a range not changing the gist thereof.
(積層式リチウムイオン電池の構造)
図3及び図4に示すように、積層式リチウムイオン電池は、2枚のセパレータから成り内部に正極1が配置された袋状セパレータ3と負極2とが交互に配置され、且つ、最外位置には負極2が配置される構造の積層電極体10を有している。この積層電極体10は、最外位置には負極2が配置されることから、負極2の枚数が正極1の枚数より1枚多くなるように構成されている(具体的には、正極1は50枚、負極2は51枚で構成されている)。尚、上記図3における符号14は、積層電極体10において正極1や負極2がずれるのを抑制するためのずれ防止用テープであり、積層電極体10を跨いで、最外部に存在する負極2にその両端が貼着されている。
(Structure of stacked lithium-ion battery)
As shown in FIGS. 3 and 4, the stacked lithium ion battery is composed of two separators, in which a bag-
また、上記積層電極体10は、図1に示すようなアルミニウムから成る外装缶21の内部に電解液と共に封入されており、上記外装缶21の開口端にはアルミニウムから成る蓋体20が溶接固定されている。上記蓋体20からは、後述する正極端子30の一部を成しネジ山が形成された外部端子33と、後述する負極端子40の一部を成しネジ山が形成された外部端子43とが突出しており、上記外部端子33はリング状の絶縁部材22aとワッシャ23aとを介してナット24aで上記蓋体20に固定され、上記外部端子43はリング状の絶縁部材22bとワッシャ23bとを介してナット24bで上記蓋体20に固定されている。
The
上記正極1は、図5(a)に示すように、正方形状のアルミニウム箔(厚さ:15μm)から成る正極用導電性芯体の両面の全面に、LiCoO2から成る正極活物質と、カーボンブラックから成る導電剤と、ポリフッ化ビニリデンから成る結着剤とから構成される正極活物質層1aが設けられる構造となっている。上記正極1の幅L1は95mm、高さL2は115mmとなっており、また、正極1の一辺からは、上記正極用導電性芯体と一体形成されると共に上記正極活物質層1aが設けられていない正極集電タブ11(幅L3は30mm、高さL4は20mm)が突出する構造となっている。
As shown in FIG. 5A, the
上記袋状セパレータ3は、図5(c)に示すように、2枚のポリプロピレン(PP)製のセパレータ3aを重ね合わせ、これらセパレータ3aの周辺部にセパレータ3a同士を融着する融着部(幅:2mm)4を設けるような構成である。このような構成とすることにより、上記正極1を袋状セパレータ3内に収納できる。尚、上記セパレータ3aは、図5(b)に示すように、幅L5は100mm、高さL6は120mmの方形状を成しており、また、その厚さは30μmとなっている。
As shown in FIG. 5 (c), the bag-
上記負極2は、図6に示すように、方形状の負極導電性芯体の両面の全面に、天然黒鉛から成る負極活物質と、ポリフッ化ビニリデンから成る結着剤とから構成される負極活物質層2aが設けられる構造となっている。上記負極2の幅L7は100mm、高さL8は120mmであり、セパレータ3aと同様の大きさとなっている。また、負極2の一辺からは、上記負極用導電性芯体と一体形成されると共に上記負極活物質層2aが設けられていない負極集電タブ12(幅L9は30mm、高さL10は20mm)が突出する構造となっている。
As shown in FIG. 6, the
ここで、上記積層電極体10からの電源取り出し構造を、正極側を例にとって説明する。
図2に示すように、積層電極体10からの電源取り出しを行なう場合には、正極端子30、正極側押さえ板34、3本のねじ35、ゴム製のパッキング25(第2環状パッキング)、絶縁体26、ゴム製のパッキング27(第1環状パッキング)、蓋体20、上記絶縁部材22a、上記ワッシャ23a、及び上記ナット24a等を用いて行なう。
Here, the power supply taking-out structure from the
As shown in FIG. 2, when the power supply is taken out from the
上記正極端子30はアルミニウムから成り、図8及び図9に示すように、上記正極1と接続される板状の内部端子31と、上記蓋体20から外部に突出して外部機器と接続される円柱状の外部端子33と、上記内部端子31が電池内部側の端面に固定される一方、上記外部端子33が電池外部側の略中央部に固定された接続板32とを有している。この接続板32は、平面視形状が略方形状となっている。尚、上記内部端子31と上記外部端子33と上記接続板32とは一体成型されているが、各部材を別途作製し、これらを溶接等により固定する構造であっても良い。
The
上記内部端子31と正極側押さえ板34との間に上記正極集電タブ11を挟持するには、下記に示す構造の内部端子31と正極側押さえ板34とを用いて行なう。
図10及び図11に示すように、上記正極側押さえ板34における上記内部端子31との対向面34bには、正極集電タブ11の幅方向(図3のD方向)に延びる2つの凸部341が設けられており、この凸部341の先端にはR部341aが形成されている。また、正極側押さえ板34の幅方向中央部には、上記3本のねじ35と螺合するねじ穴34aが形成されている。このように3本のねじ35を用いるのは、ネジ固定を複数個所で行なうと、正極集電タブ11に加わる加圧力が大きくなり、しかも正極集電タブ11に均等に加圧力が加わるからである。
尚、上記ねじ穴34aのうち両端に位置するねじ穴34aと正極側押さえ板34の端部との距離L18は5mmであり、ねじ穴34a間の距離L17は10mmとなっている。また、上記正極側押さえ板34の幅L14は30mm、高さL15は10mm、厚さL19は3mmであり、上記凸部341の幅L16は2mm、高さL20は1mmとなっている。
The positive
As shown in FIGS. 10 and 11, two convex portions extending in the width direction (D direction in FIG. 3) of the positive electrode
In addition, the distance L18 between the
一方、図8及び図9に示すように、上記内部端子31の対向面31bには、正極集電タブ11の幅方向(図3のD方向)に延びる2つの凹部311が設けられており、この凹部311の先端にはR部311aが形成されている。また、内部端子31の幅方向中央部には、上記3本のねじ35を挿通するためのねじ穴31aが形成されている。
尚、上記正極側押さえ板34の厚さL11は3mmであり、上記凹部311の幅L13は2mm、深さL12は1mmとなるように構成されている。
On the other hand, as shown in FIGS. 8 and 9, the opposing
The positive
ここで、上記内部端子31と正極側押さえ板34との間に上記正極集電タブ11を挟持する際には、図2及び図7(図7ではねじ35を省略している)に示すように、正極側押さえ板34の対向面34bと上記内部端子31の対向面31bとの間に正極集電タブ11を配置した状態で、内部端子31と正極側押さえ板34とがねじ固定される。この場合、図12に示すように、凸部341の先端にはR部341aが形成され、且つ、凹部311の先端にはR部311aが形成されているので、凸部341の先端は先細り状となる一方、凹部311の先端は開口が大きくなっている。したがって、凸部341の幅L16と凹部311の幅L13とは共に2mmで同一にも関わらず、正極集電タブ11が挟持された状態で、凸部341の先端が凹部311に遊嵌されることになる。
Here, when the positive electrode
このように凸部341の先端のみが凹部311に遊嵌される構造であっても良いのは、凸部341の高さL20と凹部311の深さL12とは共に1mmである一方、正極集電タブ11の1枚の厚さは15μmであって50枚重ねても最大750μm(0.75mm)であるため、凸部341の高さL20や凹部311の深さL12と、重ねた正極集電タブ11を重ねた厚さとが略同等となるからである。このようなことを考慮すれば、凸部341の高さL20と凹部311の深さL12とが上述した値よりも大きな値である場合には、凸部341の幅L16を凹部311の幅L13より狭くすることが望ましい(例えば、重ねた正極集電タブ11の厚さが0.75mmである場合には、凸部341の幅L16を凹部311の幅L13より1.5mm〔0.75×2〕以上狭くすることが望ましい)。このような構造とすれば、凸部341の高さL20と凹部311の深さL12とが上述した値よりも大きな値であっても、正極集電タブ11を挟んだ状態で、凸部341が凹部311に遊嵌されるからである。
The structure in which only the tip of the
尚、凸部341の先端と凹部311の先端にR部341a、311aが形成されているのは、上述した理由の他、先端が角張っていることによる正極集電タブ11へのダメージを軽減するためである。
また、負極端子40の内部端子41と上記負極集電タブ12との固定は、図19に示すように、上記正極端子30の内部端子31と同様の構造の負極端子40の内部端子41、上記正極側押さえ板34と同様の構造の負極側押さえ板44、及びねじ35を用いて行なう。但し、正極端子30の内部端子31と負極端子40の内部端子41とを逆向きに配置する(180°回転させた状態で配置する)点が異なっている。尚、図19において、411は凹部、441は凸部である。
The
Further, the
上記絶縁体26は略角柱状(平面視形状が略方形状)を成し、耐薬品性、絶縁性、及び加工性に優れ、高強度でしかも入手が容易なPEEK(ポリエーテルエーテルケトン)から成る。また、上記絶縁体26の内側面(電池内部方向の面)には、図14及び図15に示すように、上記接続板32の外形と同一形状を成す凹状の第2被嵌合部26aが形成されており、この第2被嵌合部26aに正極端子30の接続板(第2嵌合部)32が嵌め合わされて、絶縁体26に正極端子30が固定される。上記絶縁体26における当接面26b(接続板32と当接する面)には環状の溝26cが形成される一方、上記接続板32の当接面(絶縁体26と当接する面)32aにおける上記溝26cと対応する位置には、図8及び図9等に示すように、上記溝26cと同形状の環状の溝32bが形成されている。そして、接続板32が第2被嵌合部26aに嵌め合わされた際に、2つの溝26c、32bにより形成される空間内に前記パッキング25が配置されることにより電池を封止することができる。また、絶縁体26の裏面中央部に形成された突起26dには、上記外部端子33が挿通するための挿通孔26eが形成されている。一方、上記絶縁体26の外側面(電池外部方向の面)には、図13及び図15に示すように、上記溝26cと同形状の環状の溝26fが形成されている。
The
上記蓋体20には、図16〜図18に示すように、正極端子30の外部端子33より大径の孔20aが形成されており、この孔20aの外側であって蓋体20の内側面(電池内部方向の面)には、上記絶縁体26の外形と同一形状を成す凹状の第1被嵌合部20dが形成されている。この第1被嵌合部20dに絶縁体(第1嵌合部)26が嵌め合わされて、蓋体20に絶縁体26が固定される。また、上記蓋体20における当接面20e(絶縁体26と当接する面)には、上記絶縁体26の溝26fと対応する環状のへこみ部20fが形成されており、絶縁体26が第1被嵌合部20dに嵌め合わされた際に、溝26fとへこみ部20fとにより形成される空間内に前記パッキング27が配置されることにより電池を封止することができる。尚、上記両パッキング25、27には、圧縮永久ひずみ率が小さく(シール性に優れ)、且つ、耐薬品性や耐熱性に優れたゴム(デュポン社製、商品名:Kalrez)を用いた。
As shown in FIGS. 16 to 18, a
また、上記蓋体20には電解液注入口20cが形成されており、この電解液注入口20cは図示しない封口板によって封止されている。尚、上記蓋体20における負極端子40の取り付け構造は、上記正極端子30の取り付け構造と略同様の構造であり、その相違点は、図2に示すように、電池内において負極端子40の内部端子41が正極端子30の内部端子31と対向するように配置されているということ、及び、負極端子40(内部端子41、接続板42、及び外部端子43)として、表面にニッケルメッキされた銅が用いられているという点である。
The
上記構成の如く、正極側押さえ板34の対向面34bに凸部341が延設される一方、内部端子31の対向面31bには、上記凸部341が遊嵌状態で配置される凹部311が延設され、これら凹凸部311,341の間に正極集電タブ11が配置されていれば、内部端子31と正極側押さえ板34との対向面の面積が増大するので、内部端子31と正極集電タブ34との接触面積が増大し、正極1と正極端子30との間の接続抵抗値が全体的に小さくなる。加えて、凹凸部311,341の間に正極集電タブ11が配置される構造であれば、上記凸部341や上記凹部311の角部では、正極集電タブ11と内部端子31とが必ず当接し、しかも当該部分で正極集電タブ11には大きな加圧力が加わるので、正極集電タブ11同士が接触する確率が高くなる。したがって、正極1と正極端子30との間の接続抵抗値が全体的に小さくなるのみならず、各正極1と正極端子30との接続抵抗も均一化される。
As in the above configuration, the
また、蓋体20の内側面(電池内部方向の面)に、絶縁体26の外形と同一形状を成す第1被嵌合部20dが形成されていれば、この第1被嵌合部20dに絶縁体(第1嵌合部)26を嵌め合わすことにより、蓋体20に絶縁体26が固定されて、絶縁体26と蓋体20との位置合わせが行なわれることになる。更に、上記絶縁体26の内側面(電池内部方向の面)に、上記接続板32の外形と同一形状を成す第2被嵌合部26aが形成されていれば、この第2被嵌合部26aに正極端子30の接続板(第2嵌合部)32が嵌め合わすことにより、絶縁体26に正極端子30が固定されて、絶縁体26と正極端子30との位置合わせが行なわれることになる。これらのことから、絶縁体26を介して蓋体20と正極端子30との位置合わせが行なわれることになるので、蓋体20に形成された孔20aと正極端子30の外部端子33との間の位置合わせも行なわれることになる。この結果、蓋体20に形成された孔20aにおいて、蓋体20と外部端子33とが接触するのを防止できる。
Further, if the first fitted
更に、第1被嵌合部20d、絶縁体26、第2被嵌合部26a、及び、接続板32は、全て平面視形状が略方形状を成しているので、蓋体20に対して正極端子30が回動するのを防止すことができるので、内部端子31の延設方向(図2のC方向)と、正極集電タブ11の幅方向(図3のD方向)との平行状態が維持される。したがって、正極1や正極集電タブ11を曲げようとする外力が働くのを抑止することができる。
尚、これらのことは、負極側についても同様である。
Further, the first fitted
The same applies to the negative electrode side.
(積層式リチウムイオン電池の作製方法)
〔正極の作製〕
正極活物質としてのLiCoO2を90質量%と、導電剤としてのカーボンブラックを5質量%と、結着剤としてのポリフッ化ビニリデンを5質量%と、溶剤としてのN−メチル−2−ピロリドン(NMP)溶液とを混合して正極スラリーを調製した。次に、この正極スラリーを、正極集電体としてのアルミニウム箔(厚み:15μm)の両面に塗布した。その後、溶剤を乾燥し、ローラーで厚み0.1mmにまで圧縮した後、上述した幅L1及び高さL2になり且つ正極集電タブが突出するように切断して正極を作製した。
(Production method of stacked lithium-ion battery)
[Production of positive electrode]
90% by mass of LiCoO 2 as a positive electrode active material, 5% by mass of carbon black as a conductive agent, 5% by mass of polyvinylidene fluoride as a binder, N-methyl-2-pyrrolidone as a solvent ( NMP) solution was mixed to prepare a positive electrode slurry. Next, this positive electrode slurry was applied to both surfaces of an aluminum foil (thickness: 15 μm) as a positive electrode current collector. Then, after drying the solvent and compressing to a thickness of 0.1 mm with a roller, it was cut so as to have the above-described width L1 and height L2 and the positive electrode current collecting tab protruded to produce a positive electrode.
〔正極が内部に配置された袋状セパレータの作製〕
PP製セパレータを2枚用意し、当該セパレータ間に正極を配置した後、セパレータ周辺部を熱溶着して、正極が内部に配置された袋状セパレータを作製した。尚、融着部の幅は2mmとした。
[Production of bag-shaped separator with positive electrode arranged inside]
After preparing two PP separators and arranging the positive electrode between the separators, the periphery of the separator was thermally welded to produce a bag-like separator in which the positive electrode was arranged inside. The width of the fused part was 2 mm.
〔負極の作製〕
負極活物質としての黒鉛粉末を95質量%と、結着剤としてのポリフッ化ビニリデンを5質量%と、溶剤としてのNMP溶液とを混合してスラリーを調製した後、このスラリーを負極集電体としての銅箔(厚み:10μm)の両面に塗布した。その後、溶剤を乾燥し、ローラーで厚み0.08mmにまで圧縮した後、上述した幅L7及び高さL8になり且つ負極集電タブが突出するように切断して負極を作製した。
(Production of negative electrode)
A slurry was prepared by mixing 95% by mass of graphite powder as a negative electrode active material, 5% by mass of polyvinylidene fluoride as a binder, and an NMP solution as a solvent. As a copper foil (thickness: 10 μm). Thereafter, the solvent was dried and compressed to a thickness of 0.08 mm with a roller, and then cut so that the width L7 and the height L8 were as described above and the negative electrode current collector tab protruded, thereby producing a negative electrode.
〔電池の作製〕
上述のようにして得られた負極2(51枚)と、正極1が内部に配置された袋状セパレータ3(50枚)とを交互に積層して、図3に示すような積層電極体10を作製した。尚、この積層電極体10における積層方向の端部には負極2を配置した。次に、積層電極体10の4辺に、積層電極体10を跨ぐようにして、ずれ防止用テープ14を貼着した。
[Production of battery]
The negative electrode 2 (51 sheets) obtained as described above and the bag-like separator 3 (50 sheets) in which the
次いで、図19に示すように、内部端子31と正極側押さえ板34との間に、積層電極体10から突出した50枚の正極集電タブ11とを重ねた状態で配置した後、ねじ35のネジ部を挿通孔34aと上記正極集電タブ11とに挿通させ、ねじ35とネジ孔31aとを螺着させた。これにより、図7に示すように、内部端子31と正極側押さえ板34との間に正極集電タブと11が挟持される。この後、図20(同図においては、理解の容易のため、パッキング25、27のみ斜視図とした)に示すように、蓋体20と正極端子30の接続板32との間に、接続板32側から順にパッキング25、絶縁体26、及びパッキング27を配置し、更に、図21に示すように、蓋体20に絶縁体26を、絶縁体26に接続板32を嵌め合わせて、それぞれ固定した。最後に、図22に示すように、絶縁部材22aとワッシャ23aとを介して、ナット24aを外部端子33に螺着した。尚、上記説明では正極側について説明したが、負極側についても同様の処理を行った。最後に蓋体20を外装体21に溶接することにより電池を完成した。
Next, as shown in FIG. 19, the 50 positive electrode
(その他の事項)
(1)上記実施例では、正極側押さえ板34の対向面34bに凸部341が設けられ、内部端子31の対向面31bに凹部311が設けられていたが、このような構造に限定するものではなく、図23に示すように、正極側押さえ板34の対向面に凹部342が設けられ、内部端子31の対向面31bに凸部312が設けられるような構造であっても良い。
(Other matters)
(1) In the above-described embodiment, the
(2)上記実施例では、凸部341が凹部311に遊嵌される構造であったが、図24及び図25に示したような、凸部343、344が対向面34b形成された正極側押さえ板34を用い、図26に示すように、凸部343、344、312同士で正極集電タブ11を挟持する構造、又は、図27に示すように、内部端子31の対向面31bに凹凸部を形成せず、正極側押さえ板34の凸部343、344と内部端子31の対向面31bとで正極集電タブ11を挟持する構造であっても良い。
(2) In the above embodiment, the
このような構成であれば、以下の作用効果がある。
図28及び図29に示すように、内部端子31の表面は完全な鏡面状態ではなく、微少な突起31eが存在する(正極集電タブ11も同様ではあるが、理解の容易のため、図28及び図29では内部端子31の表面のみに突起31eを形成している)。したがって、内部端子31と正極側押さえ板34との対向面に共に凹凸部が形成されておらず、対向面の全面で正極集電タブ11が挟持されると、正極集電タブ11に加わる加圧力が分散されることとなって、図28に示すように、正極集電タブが余り変形しない。したがって、内部端子31と正極集電タブ11、及び、正極集電タブ11同士の接触面積は極めて小さくなる。
Such a configuration has the following effects.
As shown in FIG. 28 and FIG. 29, the surface of the
これに対して、上述の如く凸部343、344、312同士間又は凸部343、344と対向面31bとの間でのみ正極集電タブ11を挟持する構成であれば、正極集電タブ11に加わる加圧力が分散されず、挟持されている部位に集中的に加わるので、図29に示すように、挟持部位に存在する正極集電タブ11が変形し易くなる。したがって、内部端子31と正極集電タブ11、及び、正極集電タブ11同士の接触面積が大きくなる。
On the other hand, if it is the structure which clamps the positive electrode
尚、凸部343、344、312同士、又は、凸部343、344と内部端子31の対向面31bとで正極集電タブ11を挟持する場合には、凸部343の延設方向は正極集電タブ11の幅方向(図3のD方向)に限定するものではなく、図30及び図31に示すように、正極集電タブ11の幅方向と垂直な方向であってもよく、また、平面視形状が方形状又は円形状等の凸部を内部端子31の対向面31b、又は、正極側押さえ板34の対向面34bに設けるような構成でも良い。
When the positive
(3)正極活物質としては、上記LiCoO2に限定するものではなく、LiNiO2、LiMnO4或いはこれらの複合体等であっても良く、負極活物質としては上記天然黒鉛に限定するものではなく、人造黒鉛等であっても良い。 (3) The positive electrode active material is not limited to the above LiCoO 2 , but may be LiNiO 2 , LiMnO 4, or a composite thereof, and the negative electrode active material is not limited to the above natural graphite. Artificial graphite or the like may be used.
(4)上記実施例では、全ての負極2につき、負極用導電性芯体の両面に負極活物質層を形成したが、正極と対向していない部位の負極活物質層(具体的には、最外に配置された負極の外側に存在する負極活物質層)はなくても良い。そして、このような構造とすれば、積層電極体の厚みが小さくなるので、電池の高容量密度化を達成できる。
(4) In the above examples, the negative electrode active material layers were formed on both surfaces of the negative electrode conductive core for all the
本発明は、例えば、ロボット、電気自動車およびバックアップ電源等に用いる電池に適用することができる。 The present invention can be applied to, for example, a battery used for a robot, an electric vehicle, a backup power source, and the like.
1:正極
2:負極
3:袋状セパレータ
10:積層電極体
11:正極集電タブ
12:負極集電タブ
20:蓋体
20d:第1被嵌合部
26:絶縁体
26a:第2被嵌合部
26e:挿通孔
30:正極端子
31:内部端子
31b:対向面
311:凹部
32:接続板
33:外部端子
34:正極側押さえ板
34b:対向面
341:凸部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1: Positive electrode 2: Negative electrode 3: Bag-shaped separator 10: Laminated electrode body 11: Positive electrode current collection tab 12: Negative electrode current collection tab 20:
Claims (10)
上記正極端子の内部端子と正極側押さえ板との対向面のうち一方の対向面には、上記正極集電タブの幅方向に延びる凸部が設けられる一方、他方の対向面には上記凸部が遊嵌状態で配置される凹部が延設され、これら凹凸部の間に正極集電タブが配置される構造、及び/又は、上記負極端子の内部端子と負極側押さえ板との対向面のうち一方の対向面には、上記負極集電タブの幅方向に延びる凸部が設けられる一方、他方の対向面には上記凸部が遊嵌状態で配置される凹部が延設され、これら凹凸部の間に負極集電タブが配置される構造を備えることを特徴とする積層式電池。 It has a laminated electrode body in which a plurality of positive electrodes and a plurality of negative electrodes are alternately laminated via separators, and a positive electrode current collecting tab made of metal foil from the positive electrode and a negative electrode current collector made of metal foil from the negative electrode Each of the tabs is extended, and the positive current collecting tab is overlapped, and is sandwiched between a plate-like internal terminal that forms a part of the positive electrode terminal and a plate-like positive-side holding plate, thereby While the positive electrode and the positive electrode terminal are electrically connected via a positive electrode current collecting tab, the negative electrode current collecting tab is overlapped, and a plate-like internal terminal that forms a part of the negative electrode terminal and a plate-like electrode A laminated battery having a structure in which the negative electrode and the negative electrode terminal are electrically connected via a negative electrode current collecting tab by being sandwiched between negative electrode side pressing plates,
One of the opposing surfaces of the internal terminal of the positive electrode terminal and the positive electrode side pressing plate is provided with a convex portion extending in the width direction of the positive electrode current collecting tab, while the convex portion is provided on the other opposing surface. Is a structure in which a concave portion arranged in a loosely fitted state is extended, and a positive electrode current collecting tab is arranged between the concave and convex portions, and / or an opposing surface of the internal terminal of the negative electrode terminal and the negative electrode side holding plate One of the opposing surfaces is provided with a convex portion extending in the width direction of the negative electrode current collector tab, while the other opposing surface is provided with a concave portion in which the convex portion is loosely fitted. A laminated battery comprising a structure in which a negative electrode current collecting tab is disposed between the portions.
上記正極端子の内部端子と正極側押さえ板との対向面のうち少なくとも一方の対向面には凸部が設けられ、両対向面に凸部が設けられている場合には凸部同士間に正極集電タブが配置され、一方の対向面にのみ凸部が設けられている場合には凸部と対向面との間に正極集電タブが配置される構造、及び/又は、上記負極端子の内部端子と負極側押さえ板との対向面のうち少なくとも一方の対向面には凸部が設けられ、両対向面に凸部が設けられている場合には凸部同士間に負極集電タブが配置され、一方の対向面にのみ凸部が設けられている場合には凸部と対向面との間に負極集電タブが配置される構造を備えることを特徴とする積層式電池。 It has a laminated electrode body in which a plurality of positive electrodes and a plurality of negative electrodes are alternately laminated via separators, and a positive electrode current collecting tab made of metal foil from the positive electrode and a negative electrode current collector made of metal foil from the negative electrode Each of the tabs is extended, and the positive current collecting tab is overlapped, and is sandwiched between a plate-like internal terminal that forms a part of the positive electrode terminal and a plate-like positive-side holding plate, thereby While the positive electrode and the positive electrode terminal are electrically connected via a positive electrode current collecting tab, the negative electrode current collecting tab is overlapped, and a plate-like internal terminal that forms a part of the negative electrode terminal and a plate-like electrode A laminated battery having a structure in which the negative electrode and the negative electrode terminal are electrically connected via a negative electrode current collecting tab by being sandwiched between negative electrode side pressing plates,
A convex portion is provided on at least one of the opposing surfaces of the internal terminal of the positive electrode terminal and the positive side holding plate, and a positive electrode is provided between the convex portions when the convex portions are provided on both opposing surfaces. In the case where a current collecting tab is arranged and a convex portion is provided only on one opposing surface, a structure in which a positive current collecting tab is arranged between the convex portion and the opposing surface, and / or the negative electrode terminal A convex portion is provided on at least one of the opposing surfaces of the internal terminal and the negative electrode side holding plate, and when the convex portions are provided on both opposing surfaces, a negative electrode current collecting tab is provided between the convex portions. A stacked battery comprising a structure in which a negative electrode current collecting tab is disposed between a convex portion and an opposing surface when the convex portion is provided only on one opposing surface.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20101207 |