JP5326125B2 - Nonaqueous electrolyte secondary battery - Google Patents
Nonaqueous electrolyte secondary battery Download PDFInfo
- Publication number
- JP5326125B2 JP5326125B2 JP2008130070A JP2008130070A JP5326125B2 JP 5326125 B2 JP5326125 B2 JP 5326125B2 JP 2008130070 A JP2008130070 A JP 2008130070A JP 2008130070 A JP2008130070 A JP 2008130070A JP 5326125 B2 JP5326125 B2 JP 5326125B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- terminal member
- electrolyte secondary
- terminal
- secondary battery
- packing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- 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
Landscapes
- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
- Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
Abstract
Description
本発明は非水電解質二次電池に関し、特に、高性能、高信頼性を企図した電極端子の取り付け部位の構造を達成した非水電解質二次電池に関する。 The present invention relates to a non-aqueous electrolyte secondary battery, and more particularly, to a non-aqueous electrolyte secondary battery that achieves a structure of an electrode terminal mounting portion intended for high performance and high reliability.
非水電解質二次電池は、高電圧で高エネルギー密度を備えるという特徴を有していることから、電力貯蔵、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、電車など、比較的大型、大出力のものの実用化が有望視されている。 Non-aqueous electrolyte secondary batteries are characterized by having a high voltage and high energy density. Therefore, non-aqueous electrolyte secondary batteries can be put into practical use for power storage, electric vehicles, hybrid electric vehicles, trains, etc. Promising.
非水電解質二次電池は、正極板と負極板とをセパレータを介して積層した電極体や、正極板と負極板とをセパレータを介して巻回した電極体、及び非水電解質が電池ケースに収納された構造とされている。非水電解質二次電池では、電極体からの電流の取り出しは、正極板及び負極板にそれぞれ接続される集電体を介して行なわれている。即ち、電極体の端部に集電体を固定し、集電体と導通される正極端子及び負極端子を電池ケースの外に突出させている(例えば、特許文献1参照)。 A nonaqueous electrolyte secondary battery includes an electrode body in which a positive electrode plate and a negative electrode plate are laminated via a separator, an electrode body obtained by winding a positive electrode plate and a negative electrode plate via a separator, and a nonaqueous electrolyte in a battery case. It has a housed structure. In the non-aqueous electrolyte secondary battery, the extraction of current from the electrode body is performed through current collectors connected to the positive electrode plate and the negative electrode plate, respectively. That is, the current collector is fixed to the end of the electrode body, and the positive electrode terminal and the negative electrode terminal that are electrically connected to the current collector are protruded out of the battery case (see, for example, Patent Document 1).
従来から提案されている非水電解質二次電池では、集電体にリベット端子を固定して電池ケースの外側に突出させ、電池ケースの外側に位置するリベット端子に端子部材(正極端子、負極端子)を固定する構造とされている。集電体、リベット端子、端子部材は、それぞれ別部品とされ、集電体にリベット端子の一端をかしめ固定すると共に、リベット端子の他端側を電池ケースに貫通させ、電池ケースの外部に突出したリベット端子の他端を端子部材にかしめ固定している。そして、電池ケースと集電体との間、及び、電池ケースとリベット端子(集電体)にはシールパッキンが介装され、電池ケースの端子部材が設けられた部位が封止されている。 In a conventionally proposed nonaqueous electrolyte secondary battery, a rivet terminal is fixed to a current collector and protruded to the outside of the battery case, and a terminal member (positive electrode terminal, negative electrode terminal) is connected to the rivet terminal located outside the battery case. ) Is fixed. The current collector, rivet terminal, and terminal member are separate parts, and one end of the rivet terminal is caulked and fixed to the current collector, and the other end side of the rivet terminal is passed through the battery case and protrudes outside the battery case. The other end of the rivet terminal is caulked and fixed to the terminal member. A seal packing is interposed between the battery case and the current collector, and between the battery case and the rivet terminal (current collector), and a portion where the terminal member of the battery case is provided is sealed.
従来の非水電解質二次電池では、電流の取り出しを行なうために、集電体、リベット端子、端子部材の部品を用い、集電体及び端子部材にリベット端子が嵌合する嵌合穴を形成し、嵌合穴にリベット端子を嵌合させて端部をそれぞれかしめ固定している。このため、部品点数が多くなり、部品管理に手間がかかっているのが現状であった。また、リベット端子を嵌合穴に嵌合してかしめ固定しているため、集電体と端子部材の接合は電気的に接触している状態になっているだけなので、かしめ部分で接触不良等が生じる虞があり、長期の使用により接触抵抗が大きくなる虞があった。 In a conventional non-aqueous electrolyte secondary battery, a current collector, a rivet terminal, and a terminal member are used to extract current, and a fitting hole is formed in the current collector and the terminal member to fit the rivet terminal. Then, the rivet terminals are fitted into the fitting holes and the ends are caulked and fixed. For this reason, the number of parts has increased, and it has taken time to manage parts. In addition, since the rivet terminal is fitted into the fitting hole and fixed by caulking, the connection between the current collector and the terminal member is only in electrical contact. There is a risk that contact resistance will increase due to long-term use.
特に、リチウムイオン電池では、正極側の集電体や電極等の材料として表面酸化しやすいアルミニウムを使用しているため、部品管理を的確に行なうと共に強度が維持できるアルミニウム同士のかしめを実施することで接触不良等を抑制しているのが現状である。 In particular, lithium-ion batteries use aluminum that easily oxidizes the surface as a material for the current collector or electrode on the positive electrode side. Therefore, it is necessary to carry out caulking of aluminum that can accurately manage parts and maintain strength. The current situation is to suppress poor contact and the like.
かしめ固定に代えて超音波溶接でリベット端子を固定することも考えられているが、固定される側の集電体等の厚さに制限があり、大電力を取り出すために集電体の断面積を大きくした場合には接合が困難になる。 It is also considered to fix the rivet terminal by ultrasonic welding instead of caulking, but there is a limit to the thickness of the current collector etc. on the side to be fixed, and the current collector is disconnected to take out large power. When the area is increased, joining becomes difficult.
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、電流の取り出しを行なうための部材の部品点数を低減し、電極端子の部位での電気的性能や機械的性能を向上させて信頼性を高めた非水電解質二次電池を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above situation, and has reduced the number of parts of a member for taking out current and improved the electrical performance and mechanical performance at the portion of the electrode terminal to improve reliability. An object is to provide a nonaqueous electrolyte secondary battery.
上記目的を達成するための請求項1に係る本発明の非水電解質二次電池は、電池外装部材の内側に設けられ電極に導通する集電部材と、前記電池外装部材の外側に設けられる端子部材と、前記電池外装部材を貫通して設けられ前記集電部材と前記端子部材とを導通する貫通端子部材とを備え、前記貫通端子部材は、摩擦により接合部位が前記集電部材に固定されて前記電池外装部材側に突出し、前記端子部材には、前記貫通端子部材が貫通し、前記貫通端子部材の端部がかしめられることで固定される貫通孔が備えられ、前記貫通孔の内周には、逃げ部が形成されていることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention according to
請求項1に係る本発明では、集電部材もしくは端子部材に貫通端子部材が摩擦により固定(摩擦圧接)されているので、貫通端子部材を一体状態に形成することができ、部品点数が減ると共に、接触不良に対する影響をなくすことができる。この結果、電極端子の部位での電気的性能や機械的性能を向上させて信頼性を高めることが可能になる。
そして、集電部材と貫通端子部材との間で機械的な固定がなくなり、電池外装部材の内側で集電部材と貫通端子部材との固定作業が不要になるため、電池外装部材の内側での作業スペースを考慮することがなく、貫通端子部材の位置、即ち、端子部材の位置を任意に設定することができる。
また、端子部材の貫通孔に貫通端子部材の端部をかしめ固定した際に、貫通孔の逃げ部に貫通端子部材の材料が食い込み、周方向に対する接合強度が向上して周方向のガタ付きがなくなり、接触状態を良好に保つことができる。
In the present invention according to
And since there is no mechanical fixation between the current collecting member and the penetrating terminal member, and the fixing work between the current collecting member and the penetrating terminal member becomes unnecessary inside the battery outer member, Without considering the work space, the position of the penetrating terminal member, that is, the position of the terminal member can be arbitrarily set.
In addition, when the end portion of the through terminal member is caulked and fixed to the through hole of the terminal member, the material of the through terminal member bites into the escape portion of the through hole, and the bonding strength in the circumferential direction is improved and the play in the circumferential direction is not stable. The contact state can be kept good.
そして、請求項2に係る本発明の非水電解質二次電池は、請求項1に記載の非水電解質二次電池において、前記貫通端子部材は、回転させながら押し付けることにより生じた摩擦熱による融着により固定されていることを特徴とする。また、請求項3に係る本発明の
非水電解質二次電池は、請求項1に記載の非水電解質二次電池において、前記貫通端子部材は、接合部同士を塑性流動させることで接合部が一体化されて固定されていることを特徴とする。このため、摩擦溶着や摩擦攪拌接合により貫通端子部を一体状態に形成することができる。
A nonaqueous electrolyte secondary battery according to a second aspect of the present invention is the nonaqueous electrolyte secondary battery according to the first aspect, wherein the penetration terminal member is melted by frictional heat generated by pressing while rotating. It is fixed by wearing. Moreover, the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention according to
また、請求項4に係る本発明の非水電解質二次電池は、請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の非水電解質二次電池において、前記貫通端子部材と前記電池外装部材の内側との間にはパッキンが介装され、前記パッキンは、前記貫通端子部材の基端部に嵌合してシール性を保つシールパッキンと、前記シールパッキンに密着して前記貫通端子部材と前記電池外装部材との間に働く力を受ける剛性を有する保持パッキンとからなることを特徴とする。 A nonaqueous electrolyte secondary battery according to a fourth aspect of the present invention is the nonaqueous electrolyte secondary battery according to any one of the first to third aspects, wherein the through-terminal member and the battery exterior member are provided. A packing is interposed between the inner side of the sealing terminal, the packing is fitted to the base end portion of the penetrating terminal member and maintains sealing performance, and the penetrating terminal member is in close contact with the seal packing. It consists of the holding packing which has the rigidity which receives the force which acts between the said battery exterior members.
請求項4に係る本発明では、貫通端子部の基端側はシールパッキンによりシール性が確保され、集電部材と電池外装部材との間に相対的に働く変位方向の力は保持パッキンにより受け持たれ、シール性と剛性を両立させることができる。
In the present invention according to
剛性を有する保持パッキンとしては、例えば、剛性の高いポリフェニレンスルフィド(PPS)樹脂を用いて好適である。また、シール性を保つシールパッキンとしては、例えば、テトラフルオロエチレン・パープルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)樹脂や、ポリプロピレン(PP)樹脂を用いて好適である。 As the holding packing having rigidity, for example, polyphenylene sulfide (PPS) resin having high rigidity is preferably used. Further, as the seal packing for maintaining the sealing performance, for example, tetrafluoroethylene / purple oloalkyl vinyl ether copolymer (PFA) resin or polypropylene (PP) resin is preferably used.
また、請求項5に係る本発明の非水電解質二次電池は、請求項4に記載の非水電解質二次電池において、前記端子部材と前記電池外装部材の外側との間には、前記保持パッキンと同一材質の上部パッキンが介装されていることを特徴とする。
The nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention according to
請求項5に係る本発明では、端子部材と電池外装部材の間に相対的に働く変位方向の力が剛性を有する上部パッキンにより受け持たれる。
In this invention which concerns on
本発明の非水電解質二次電池は、電流の取り出しを行なうための部材の部品点数を低減し、電極端子の部位での電気的性能や機械的性能を向上させて信頼性を高めることが可能になる。 The non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention can reduce the number of parts of a member for taking out current, improve electrical performance and mechanical performance at the electrode terminal, and increase reliability. become.
図1には本発明の一実施形態例に係る非水電解質二次電池の全体構造を表す分解斜視、図2には電池ケース内部の構造を表す一部破断側面、図3には図2中のIII−III線矢視、図4には正極側の正面視、図5には負極側の正面視、図6には正極側の端子部品の分解状況、図7には貫通端子部材の一実施形態例に係る分解斜視、図8には正極端子部材の詳細状況、図9には負極端子部材の詳細状況、図10には電極群(スタックエレメント)の外観、図11には図10中のX−X線矢視、図12には電極群の製作状況、図13にはセルの接続状況を表す平面、図14には接続バーの接合状況を示してある。 FIG. 1 is an exploded perspective view showing the overall structure of a nonaqueous electrolyte secondary battery according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a partially broken side view showing the structure inside the battery case, and FIG. 4 is a front view of the positive electrode side, FIG. 5 is a front view of the negative electrode side, FIG. 6 is an exploded view of terminal components on the positive electrode side, and FIG. FIG. 8 shows a detailed situation of the positive electrode terminal member, FIG. 9 shows a detailed situation of the negative electrode terminal member, FIG. 10 shows an appearance of the electrode group (stack element), and FIG. FIG. 12 shows the production status of the electrode group, FIG. 13 shows a plane representing the connection status of the cells, and FIG. 14 shows the joining status of the connection bar.
図1〜図7に基づいて非水電解質二次電池の全体構造を説明する。
図1に示すように、非水電解質二次電池(リチウムイオン二次電池)1は、電池ケース2の内部に電極群3が収容されて構成されている。電極群3の上面部には電池ケース2の蓋部材4(電池外装部材)が接続され、蓋部材4の上面には正極端子部材5及び負極端子部材6が露出して配されている。電極群3の正極部3aは正極側の集電部材としての集電体7に固定され、電極群3の負極部3bは負極側の集電部材としての集電体8に固定されている。集電体7は蓋部材4を挟んで正極端子部材5に導通され、集電体8は蓋部材4を挟んで負極端子部材6に導通されている。
The overall structure of the nonaqueous electrolyte secondary battery will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, a non-aqueous electrolyte secondary battery (lithium ion secondary battery) 1 is configured such that an
詳細は後述するが、電極群3の正極部3aはアルミ箔の集合体(束)で、集電体7はアルミニウム製とされている。また、電極群3の負極部3bは銅箔の集合体(束)で、集電体8は銅製とされている。
Although details will be described later, the
蓋部材4と集電体7、集電体8との接続の状況(電極端子の部位の構造)を説明する。
図2〜図5に示すように、蓋部材4は矩形板状とされ、蓋部材4の内側(図2中下側)の長手方向の端部には集電体7及び集電体8が接続されている。蓋部材4の外側(図2中上側)の長手方向の端部側には集電体7及び集電体8に導通して接続される正極端子部材5及び負極端子部材6が設けられている。
The state of connection between the
As shown in FIGS. 2 to 5, the
集電体7及び集電体8は材質が異なり構造は同一であるので、以下の説明は正極側の集電体7を例に挙げて説明し、負極側の集電体8の説明は省略してある。
Since the
集電体7は蓋部材4の内側の面に当接する上面板11と上面板11の端部から下側に向けて延びる長尺接合板12とで構成されている。集電体7は上面板11及び長尺接合板12により側面視で逆L字型に形成され、長尺接合板12の両縁部には長手方向(上下方向)に延びて外側に屈曲した接続板片13が形成され、長尺接合板12は断面コ字型とされている。長尺接合板12の接続板片13には電極群3の2列の正極部3aがそれぞれ接合される。
The
図6に示すように、集電体7の上面板11にはアルミニウム製の貫通端子部材15が設けられ、貫通端子部材15は筒状をなし上面板11に溶着されている。
As shown in FIG. 6, an aluminum penetrating
図7に示すように、貫通端子部材15の溶着は、摩擦により接合部位が集電体7の上面板11に固定されている。即ち、筒状の貫通端子部材15を回転させながら上面板11に押し付け、発生した摩擦熱により貫通端子部材15が上面板11に融着して固定される。
As shown in FIG. 7, in the welding of the penetrating
図2、図3、図4、図6に示すように、貫通端子部材15の上部が蓋部材4を貫通して配され、正極端子部材5には貫通端子部材15が貫通(嵌合)する貫通孔16が形成されている。貫通端子部材15の上端部は貫通孔16にかしめ固定されている。貫通端子部材15は筒状をなしているので、かしめ固定の際に材料を均等に周方向に変形させることができる。
As shown in FIGS. 2, 3, 4, and 6, the upper portion of the penetrating
本実施形態例では、集電体7に貫通端子部材15が摩擦により固定(摩擦圧接)されているので、貫通端子部を一体状態に形成することができ、部品点数が減ると共に、接触不良に対する影響をなくすことができる。この結果、電極端子の部位での電気的性能や機械的性能を向上させて信頼性を高めることが可能になる。
In the present embodiment example, since the through
尚、上記実施形態例では、貫通端子部材15を集電体7の上面板11に一体状態に形成した例を挙げて説明したが、正極端子部材5の下面に一体状態に形成することも可能である。
In the above embodiment, the example in which the through
一方、図6に示すように、集電体7の上面板11と蓋部材4の間にはパッキンとしての下部パッキン17が介装されている。下部パッキン17は貫通端子部材15の基端部に嵌合してシール性を保持するシールパッキン47と、シールパッキン47に密着して貫通端子部材15と蓋部材4との間に働く力を受ける剛性を有した保持パッキン48とで構成されている。
On the other hand, as shown in FIG. 6, a
シールパッキン47は、貫通端子部材15に嵌合する筒部47a及び集電体7の上面板11の上面に密着するフランジ部47bを備えている。保持パッキン48はシールパッキン47のフランジ部47bが嵌合する嵌合穴48aを有し、シールパッキン47のフランジ部47bが保持パッキン48の嵌合穴48aに嵌合することにより、シールパッキン47と保持パッキン48が一体となった下部パッキン17とされる。
The seal packing 47 includes a
尚、保持パッキン48の嵌合穴48aをシールパッキン47のフランジ部47bよりも小さく形成し、シールパッキン47のフランジ部47bを保持パッキン48の嵌合穴48aに重ねる状態にして一体となった下部パッキン17を構成することも可能である。また、シールパッキン47は筒部47aだけの構成とし、筒部47aの外周が嵌合する嵌合穴48aを保持パッキン48に形成することも可能である。
The
正極端子部材5と蓋部材4の間には上部パッキン18が介装され、上部パッキン18には貫通端子部材15が貫通する孔18aが形成されている。上部パッキン18の材質は、下部パッキン17の保持パッキン48と同一材質とされている。
An
下部パッキン17の保持パッキン48及び上部パッキン18は、蓋部材4と密着し電解質に対して耐性を有するもので、剛性の高いポリフェニレンスルフィド(PPS)樹脂が用いられる。また、下部パッキン17のシールパッキン47は、蓋部材4と密着し電解質に対して耐性を有するもので、柔軟性を有するテトラフルオロエチレン・パープルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)樹脂が用いられる。
The holding
尚、下部パッキン17の保持パッキン48及び上部パッキン18としてポリプロピレン(PP)樹脂を用いることも可能である。
Note that polypropylene (PP) resin may be used as the holding packing 48 and the upper packing 18 of the
貫通端子部材15の上端部は正極端子部材5の貫通孔16にかしめ固定されているため、かしめ固定の際に蓋部材4と集電体7(貫通端子部材15)の間に相対的な変位力が働く。かしめ固定の際に蓋部材4と集電体7(貫通端子部材15)の間に相対的な変位力が働いても、柔軟性を有するシールパッキン47によりシール性が確保される。つまり、圧縮性に優れたシールパッキン47が介在しているので、かしめ固定の際に働く変位力により、貫通端子部材15と蓋部材4との間に隙間等が生じることがない。また、かしめ固定の際に蓋部材4に働く力は、剛性のある保持パッキン48及び上部パッキン18で受けることができる。さらに、貫通端子部材15の頭部をかしめて径を大きくして上下方向に圧迫しているのでシール性が向上する。
Since the upper end portion of the penetrating
このため、電極端子の部位で、機械的強度とシール性を両立させることができ、電池の信頼性が低下することがない。特に、電池が大型化された場合の信頼性を維持することが可能になる。 For this reason, the mechanical strength and the sealing performance can be made compatible at the electrode terminal portion, and the reliability of the battery is not lowered. In particular, it is possible to maintain reliability when the battery is enlarged.
図6及び図8、図9に基づいて正極端子部材5及び負極端子部材6を説明する。尚、図6には正極端子部材5側が示されているが、負極端子部材6側の構成も同一であるため、負極端子部材6の説明の際にも図6に示した部材を用いて説明してある。
The positive
正極端子部材5を説明する。
図8(a)には正極端子部材5の平面視、図8(b)には正極端子部材5の側面視、図8(c)には貫通孔の詳細を示してある。
The positive
8A shows a plan view of the positive
図8(a)、図8(b)に示すように、正極端子部材5は、蓋部材4の上面の上部パッキン18に密着する密着板部21を有し、密着板部21には貫通端子部材15が貫通する貫通孔16が形成されている。密着板部21に連続して接続板部22が形成され、接続板部22は上部パッキン18との間に隙間を介した状態で配されている。接続板部22には一対の端子爪23a、23bが形成され、一対の端子爪23a、23bは蓋部材4の長手方向に対して直交する方向(図8中上下方向)に並設されている。
As shown in FIGS. 8A and 8B, the positive
負極端子部材6を説明する。
図9(a)には負極端子部材6の平面視、図9(b)には負極端子部材6の側面視、図9(c)には貫通孔の詳細を示してある。
The negative
9A shows a plan view of the negative
図9(a)、図9(b)に示すように、負極端子部材6は、蓋部材4の上面の上部パッキン18に密着する密着板部27を有し、密着板部27には貫通端子部材15が貫通する貫通孔26が形成されている。密着板部27に連続して接続板部28が形成され、接続板部28は上部パッキン18との間に隙間を介した状態で配されている。接続板部28には一対の端子爪29a、29bが形成され、一対の端子爪29a、29bは蓋部材4の長手方向に沿った方向(図9中左右方向)に並設されている。
As shown in FIGS. 9A and 9B, the negative
つまり、接続板部22の一対の端子爪23a、23bの並設方向(長手方向)と、接続板部28の一対の端子爪29a、29bの並設方向(長手方向)とは、蓋部材4の平面内(端子部材の平面内)で直交して配された状態になっている。
In other words, the parallel arrangement direction (longitudinal direction) of the pair of
図8(c)に示すように、正極端子部材5の密着板部21の貫通孔16の内周には、周方向の4箇所に逃げ部24が形成されている。図9(c)に示すように、負極端子部材6の密着板部27の貫通孔26の内周には、周方向の4箇所に逃げ部30が形成されている。このため、正極端子部材5の貫通孔16及び負極端子部材6の貫通孔26に貫通端子部材15の上端部をかしめ固定した場合、貫通端子部材15の材料が逃げ部24及び逃げ部30に食い込み、貫通端子部材15の周方向の接合強度が向上して周方向のガタ付きがなくなる。
As shown in FIG. 8C,
従って、貫通端子部材15を介しての集電体7及び集電体8と正極端子部材5及び負極端子部材6との接触状態を良好に保つことができ、電気的性能や機械的性能を向上させることができる。
Therefore, the contact state between the
図10、図11に基づいて電極群3を説明する。
図に示すように、電極群3は、正極側のアルミ箔55と負極側の銅箔56が交互に多数積層され、アルミ箔55及び銅箔56には活物質が保持されてセパレータで仕切られている。アルミ箔55の端部(活物質未保持部)同士と銅箔56の端部(活物質未保持部)同士が互いに逆側の端部で重ねられ、アルミ箔55の端部が束ねられて正極部3aとされ、銅箔56の端部が束ねられて負極部3bとされている。電極群3の正極部3a及び負極部3bはそれぞれ2列設けられた状態になっている。つまり、一つの電極群3(1セル)あたりで、スタックが2つに分割された状態になっている。
The
As shown in the figure, in the
図12に基づいて電極群の製作状況を説明する。図12には一つのスタックを示してある。
図12(a)に示すように、活物質が保持されていない部位のアルミ箔55の端部が一方側で積層され、活物質が保持されていない部位の銅箔56の端部が他方側で積層されている。図12(b)に示すように、一方側のアルミ箔55の端部及び他方側の銅箔56の積層部位を束ね(箔よせ)、折り曲げ・裁断して長さを揃える。図12(c)に示すように、端部の長さを揃えて仮止めし、図示しない止め具等で固定して接合し、所定の状態の正極部3a及び負極部3bとする。
The production status of the electrode group will be described with reference to FIG. FIG. 12 shows one stack.
As shown in FIG. 12 (a), the end of the
電極群3は箔の積層方向に厚さがあり、端部を箔よせした際に、厚さ方向の中央に位置する箔に比べて両側に位置する箔が短くなる。このため、アルミ箔55の端部及び銅箔56の端部の長さ(活物質未保持部)を十分に確保し、折り曲げ・裁断が不能にならないように、箔よせが実施される。
The
本実施形態例では、スタックが2つに分割された状態になっているので、箔よせして接合する電極の集電箇所が増加し、また、集電体7(8)に保持される箇所が増加するので、集電部の抵抗を減らして機械的強度を高めることができる。 In the present embodiment example, the stack is divided into two, so that the number of current collecting points of the electrodes to be joined together with the foil is increased, and the portion held by the current collector 7 (8) Therefore, the resistance of the current collector can be reduced and the mechanical strength can be increased.
図13、図14に基づいて、図1に示した非水電解質二次電池1を複数並べて接続した状態、即ち、複数のセルを複数並べて接続した状態を説明する。
図13に示すように、隣接する非水電解質二次電池1は、正極端子部材5と負極端子部材6が隣接する状態に交互に配される。隣接する正極端子部材5と負極端子部材6は接続バー31により接続され、複数の非水電解質二次電池1が直列につながれた電池ユニットが構成される。このため、接続バー31は非水電解質二次電池1の蓋部材4の長手方向に直交する方向に長手を有する部材とされている。
Based on FIGS. 13 and 14, a state in which a plurality of nonaqueous electrolyte
As shown in FIG. 13, adjacent nonaqueous electrolyte
接続バー31を説明する。
接続バー31の一端には正極端子部材5に接続される正極接続部32が設けられ、接続バー31の他端には負極端子部材6に接続される負極接続部33が設けられている。
The
One end of the
正極接続部32には、接続バー31の長手方向に沿った長孔34、即ち、蓋部材4の長手方向に直交する方向に延びる長孔34が形成されている。長孔34の長辺縁部には一対の接続爪35a、35bが長手方向に沿って設けられ、長孔34の端部と一対の接続爪35a、35bの間には隙間sが形成されている。接続爪35a、35bは長手方向(並設方向)が正極端子部材5の端子爪23a、23bに対応して形成されている。
In the positive
負極接続部33には、接続バー31の長手方向に直交する方向に沿った長孔36、即ち、蓋部材4の長手方向に延びる長孔36が形成されている。長孔36の縁部には一対の接続爪37a、37bが長手方向に沿って設けられ、長孔36の端部と一対の接続爪37a、37bの間には隙間sが形成されている。接続爪37a、37bは長手方向(並設方向)が負極端子部材6の端子爪29a、29bに対応して形成されている。
The negative
図14(a)に示すように、接続バー31の正極接続部32の長孔34が正極端子部材5の端子爪23a、23bに嵌め込まれると共に、負極接続部33の長孔36が負極端子部材6の端子爪29a、29bに嵌め込まれる。正極端子部材5の端子爪23a、23bと負極端子部材6の端子爪29a、29bの長手方向(並設方向)は互いに直行する方向に交差し、接続バー31の長孔34と長孔36の長手方向は端子爪23a、23bと端子爪29a、29bの長手方向に沿っているので、接続バー31は、正極端子部材5と負極端子部材6との間の接続だけが許容される。
As shown in FIG. 14A, the
つまり、接続バー31は正極と負極との間の接続だけが許容され、非水電解質二次電池1の正極同士、負極同士を並べた際であっても、隣接する端子部材間には接続バー31を装着することができないので、正極と負極の極性間を間違えて接続することがない。このため、接続バー31を用いることで、作業ミス及びショート等の不具合をなくすことができる。
That is, the
接続バー31の正極接続部32及び負極接続部33が正極端子部材5及び負極端子部材6に嵌め込まれ、接続爪35a、35bと端子爪23a、23bが突き合わされ、接続爪37a、37bと端子爪29a、29bが付き合わされる。図14(b)に示すように、接続爪35a、35bと端子爪23a、23bの上部、接続爪37a、37bと端子爪29a、29bの上部がそれぞれ溶接(TIG溶接等)されて溶接部50により接合される。これにより、正極端子部材5と負極端子部材6とが接合固定される。
The positive
接続バー31を用いたことにより、ボルト、ナット等の締結部材を用いることなく、また、極性の間違えが生じない状態で、非水電解質二次電池1の極性間の接続を行うことができ、接合が簡単且つ確実になり、接続のための部品点数及び作業工数の削減が可能になり、更に、接続スペースを削減することができる。
By using the
また、接続バー31の長孔34の端部と一対の接続爪35a、35bの間には隙間sが形成され、長孔36の端部と一対の接続爪37a、37bの間には隙間sが形成されているので、非水電解質二次電池1がずれて配されていても、隙間sの範囲で吸収される。隙間sは、互いに直交する長孔34、長孔36の端部にそれぞれ備えられているので、非水電解質二次電池1の水平面内の任意の方向の相対的な位置ずれを吸収することができる。
A gap s is formed between the end of the
尚、接続バー31の正極接続部32、負極接続部33にそれぞれ一対の接続爪を設け、接続爪と端子部材の端子爪を対向させるようにしたが、端子爪が挿入されて挟持する嵌入爪を設けることも可能である。
A pair of connection claws are provided on the positive
図15に基づいて貫通端子部材15と集電体7の接合状況の他の実施形態例を説明する。本実施形態例の貫通端子部材15は摩擦攪拌接合により集電体7の上面板11に一体状態に設けられている。
Based on FIG. 15, another embodiment of the joining state of the through
図15(a)に示すように、貫通端子部材15の下端部にはフランジ部61が形成され、集電体7の上面板11の貫通端子部材15の取り付け部位には円盤状の凹部62が形成されている。上面板11の凹部62に貫通端子部材15のフランジ部61を嵌合することで、上面板11の上面とフランジ部61の上面が面一状態になって貫通端子部材15が集電体7に保持される。
As shown in FIG. 15 (a), a
この状態で、フランジ部61の外周部の嵌合部位(フランジ部61と凹部62の接合部)に鉄鋼製の回転工具63を回転させながら押し付けて接合部に貫入させる。回転工具63を回転させながら接合部に沿って移動させ、接合部に摩擦熱を発生させ、接合部を軟化させると共に接合部同士を塑性流動させてフランジ部61と凹部62を一体化させる。即ち、摩擦攪拌接合により集電体7の上面板11に貫通端子部材15を一体状態に固定し、上面板11に貫通端子部材15が一体状態に設けられた状態にする。
In this state, the rotating
このため、集電体7に貫通端子部材15が接合部同士の塑性流動により固定されるので、貫通端子部材15を一体状態に形成することができ、部品点数が減ると共に、接触不良に対する影響をなくすことができる。この結果、電極端子の部位での電気的性能や機械的性能を向上させて信頼性を高めることが可能になる。
For this reason, since the
上述した本発明の構成では、電極群3に接続される長尺接合板12と貫通端子部材15が一体状態になった一つの部材で構成され、別体の貫通端子部材をかしめ等により上面板11に固定する構成に比べ、電気的性能及び機械的性能を向上させることができる。特に、集電体7はアルミニウム製であるので、アルミニウム同士のかしめによる強度不足や接触抵抗増加等の不具合をなくすことができる。更に、部品点数を削減することができる。従って、電気的信頼性及び機械的な信頼性が大幅に向上すると共に、表面酸化を考慮した部品管理が不要になって部品管理が容易になる。
In the configuration of the present invention described above, the long joining
集電体7及び集電体8の貫通端子部材15が上面板11と一体状態に固定されていることで、上面板11の下面側で貫通端子部材15のかしめ作業が不要になり、上面板11の下面側に作業スペースを確保する必要がない。このため、上面板11の端部から下側に向けて延びる長尺接合板12が存在していても、上面板11の端部寄り(蓋部材4の端部寄り)に貫通端子部材15を形成することができ、正極端子部材5(負極端子部材6)の端子爪23a、23b(29a、29b)までの貫通端子部材15を経由しての電気的な経路長が短くなり、回路抵抗を小さくすることが可能になる。また、正極端子部材5(負極端子部材6)を及び上面板11を小型化することができ、接続部位を構成する部材の材料の使用量を減らすことができる。
Since the through-
上述した本実施形態例の非水電解質二次電池1は、電流の取り出しを行なうための部材の部品点数を低減し、電極端子の部位での電気的性能や機械的性能を向上させて信頼性を高めることが可能になる。
The non-aqueous electrolyte
本発明は、非水電解質二次電池の産業分野で利用することができる。 The present invention can be used in the industrial field of non-aqueous electrolyte secondary batteries.
1 非水電解質二次電池
2 電池ケース
3 電極群
4 蓋部材
5 正極端子部材
6 負極端子部材
7 集電体(正極側)
8 集電体(負極側)
11 上面板
12 長尺接合板
13 接続板片
15 貫通端子部材
16、26 貫通孔
17 下部パッキン
18 上部パッキン
21、27 密着板部
22、28 接続板部
23、29 端子爪
24、30 逃げ部
31 接続バー
32 正極接続部
33 負極接続部
34 長孔(正極側)
35、37 接続爪
36 長孔(負極側)
47 シールパッキン
48 保持パッキン
50 溶接部
61 フランジ部
62 凹部
63 回転工具
DESCRIPTION OF
8 Current collector (negative electrode side)
DESCRIPTION OF
35, 37
47 Seal packing 48 Holding packing 50 Welding
Claims (5)
前記電池外装部材の外側に設けられる端子部材と、
前記電池外装部材を貫通して設けられ前記集電部材と前記端子部材とを導通する貫通端子部材とを備え、
前記貫通端子部材は、摩擦により接合部位が前記集電部材に固定されて前記電池外装部材側に突出し、
前記端子部材には、前記貫通端子部材が貫通し、前記貫通端子部材の端部がかしめられることで固定される貫通孔が備えられ、
前記貫通孔の内周には、逃げ部が形成されている
ことを特徴とする非水電解質二次電池。 A current collecting member provided on the inside of the battery exterior member and conducting to the electrode;
A terminal member provided outside the battery exterior member;
A penetrating terminal member provided through the battery exterior member and conducting the current collecting member and the terminal member;
The feedthrough terminal member protrudes to the battery exterior member side joining site by friction is secured to the current collector member,
The terminal member is provided with a through hole that is penetrated by the through terminal member and fixed by caulking an end portion of the through terminal member.
A nonaqueous electrolyte secondary battery, wherein an escape portion is formed in an inner periphery of the through hole .
前記貫通端子部材は、回転させながら押し付けることにより生じた摩擦熱による融着により固定されている
ことを特徴とする非水電解質二次電池。 The nonaqueous electrolyte secondary battery according to claim 1,
The non-aqueous electrolyte secondary battery, wherein the through-terminal member is fixed by fusion due to frictional heat generated by being pressed while rotating.
前記貫通端子部材は、接合部同士を塑性流動させることで接合部が一体化されて固定されている
ことを特徴とする非水電解質二次電池。 The nonaqueous electrolyte secondary battery according to claim 1,
The non-aqueous electrolyte secondary battery, wherein the through-terminal member is integrally fixed by causing the joints to flow plastically.
前記貫通端子部材と前記電池外装部材の内側との間にはパッキンが介装され、
前記パッキンは、前記貫通端子部材の基端部に嵌合してシール性を保つシールパッキンと、前記シールパッキンに密着して前記貫通端子部材と前記電池外装部材との間に働く力を受ける剛性を有する保持パッキンとからなる
ことを特徴とする非水電解質二次電池。 The nonaqueous electrolyte secondary battery according to any one of claims 1 to 3,
A packing is interposed between the through terminal member and the inside of the battery exterior member,
The packing includes a seal packing that is fitted to a base end portion of the through terminal member to maintain a sealing property, and a rigidity that is in close contact with the seal packing and receives a force acting between the through terminal member and the battery exterior member. A non-aqueous electrolyte secondary battery comprising: a holding packing having :
前記端子部材と前記電池外装部材の外側との間には、前記保持パッキンと同一材質の上部パッキンが介装されている
ことを特徴とする非水電解質二次電池。 The nonaqueous electrolyte secondary battery according to claim 4,
The non-aqueous electrolyte secondary battery , wherein an upper packing made of the same material as that of the holding packing is interposed between the terminal member and the outside of the battery exterior member .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008130070A JP5326125B2 (en) | 2008-05-16 | 2008-05-16 | Nonaqueous electrolyte secondary battery |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008130070A JP5326125B2 (en) | 2008-05-16 | 2008-05-16 | Nonaqueous electrolyte secondary battery |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009277603A JP2009277603A (en) | 2009-11-26 |
JP5326125B2 true JP5326125B2 (en) | 2013-10-30 |
Family
ID=41442828
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008130070A Expired - Fee Related JP5326125B2 (en) | 2008-05-16 | 2008-05-16 | Nonaqueous electrolyte secondary battery |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5326125B2 (en) |
Families Citing this family (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012023392A1 (en) * | 2010-08-19 | 2012-02-23 | 株式会社Gsユアサ | Power storage element provided with a current collector, and method of manufacturing current collector |
JP6014990B2 (en) | 2010-12-10 | 2016-10-26 | 株式会社Gsユアサ | Battery, current collector, and current collector manufacturing method |
JP5625959B2 (en) | 2011-01-31 | 2014-11-19 | 株式会社Gsユアサ | battery |
JP5742260B2 (en) | 2011-01-31 | 2015-07-01 | 株式会社Gsユアサ | battery |
JP6160081B2 (en) * | 2011-01-31 | 2017-07-12 | 株式会社Gsユアサ | Storage element and method for manufacturing the same |
JP5589955B2 (en) * | 2011-05-16 | 2014-09-17 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | Prismatic secondary battery |
JP5556742B2 (en) * | 2011-05-27 | 2014-07-23 | トヨタ自動車株式会社 | Battery terminal joining method |
US9236596B2 (en) * | 2011-06-30 | 2016-01-12 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Rechargeable battery |
JP5651556B2 (en) * | 2011-08-02 | 2015-01-14 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | Secondary battery |
JP5724807B2 (en) * | 2011-09-30 | 2015-05-27 | 株式会社Gsユアサ | Electricity storage element |
JP6031770B2 (en) * | 2012-02-01 | 2016-11-24 | 株式会社Gsユアサ | Conductive member connection structure |
JP6055983B2 (en) * | 2012-06-25 | 2017-01-11 | エリーパワー株式会社 | Battery current collector and lithium ion battery |
US20160197334A1 (en) * | 2013-09-18 | 2016-07-07 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Electricity storage device |
JP2019029225A (en) | 2017-07-31 | 2019-02-21 | 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 | Power storage element |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3163556B2 (en) * | 1994-08-31 | 2001-05-08 | 日本電池株式会社 | Rechargeable battery |
JP2002216716A (en) * | 2000-05-24 | 2002-08-02 | Ngk Insulators Ltd | Lithium secondary cell and connection structure of lithium secondary cell |
-
2008
- 2008-05-16 JP JP2008130070A patent/JP5326125B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2009277603A (en) | 2009-11-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5326125B2 (en) | Nonaqueous electrolyte secondary battery | |
JP5326126B2 (en) | Nonaqueous electrolyte secondary battery | |
US10135040B2 (en) | Electric storage device, electric storage device assembly, and method for producing electric storage device | |
JP6427462B2 (en) | Square secondary battery | |
JP5772364B2 (en) | Battery and battery manufacturing method | |
US8530068B2 (en) | Square battery and manufacturing method of the same | |
JP2011165437A (en) | Secondary battery | |
JP5157027B2 (en) | battery | |
US9472798B2 (en) | Energy storage device | |
JP6729137B2 (en) | Secondary battery, manufacturing method thereof, and assembled battery using the same | |
JP5017824B2 (en) | Sealed battery and battery pack | |
KR20120025389A (en) | Square-sealed type secondary battery | |
KR101797338B1 (en) | Secondary battery | |
JP5649996B2 (en) | Square sealed secondary battery and method for manufacturing the same | |
JP2008004274A (en) | Storage element | |
US20220352606A1 (en) | Secondary battery and method for manufacturing same | |
US20230015845A1 (en) | Terminal component and method for manufacturing the same | |
JP2014060045A (en) | Electrode structure of secondary battery | |
JP2007026945A (en) | Battery and manufacturing method thereof | |
JP5578118B2 (en) | Battery and battery manufacturing method | |
JP2009259450A (en) | Battery and manufacturing method therefor | |
KR20220127753A (en) | Terminal component and electricity storage device | |
JP5440663B2 (en) | battery | |
CN110323401A (en) | Electrical storage device | |
JP5050313B2 (en) | Battery and battery manufacturing method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20110414 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130221 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130313 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130513 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130605 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130702 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5326125 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |