JP7680345B2 - 蓄電デバイス - Google Patents

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Description

本発明は、缶体内に電極体が収容された蓄電デバイスに関する。
従来、電池やキャパシタなどの蓄電デバイスとして、円筒状や直方体箱状の缶体内に電極体が収容された蓄電デバイスが知られている。蓄電デバイスの正負の端子は、それぞれ、缶体と電気的に絶縁された状態で缶体に固設されると共に、缶体内で電極体に電気的に接続されている。例えば、特許文献1(図1等を参照)に、このような形態の電池が開示されている。
特開2021-150052号公報
このような蓄電デバイスを搭載した車両が物体に衝突した場合など、蓄電デバイスに外部から強い衝撃が掛かった場合、缶体内に収容されている電極体が大きく移動する場合がある。すると、電極体と正負の端子との接続部分が損傷したり、電極体が、缶体の内周面や、電流遮断機構などを構成して缶体内に配置された内在部材に衝突して、電極体自体が変形したり損傷したりするおそれがある。また缶体が変形したり、内在部材が損傷するおそれもある。
本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであって、蓄電デバイスに外部から衝撃が掛かった場合でも、缶体内での電極体の移動を制限して、電極体や缶体等に損傷が生じるのを抑制する蓄電デバイスを提供する。
(1)上記課題を解決するための本発明の一態様は、缶体内に電極体が収容された蓄電デバイスであって、上記缶体内に配置されており、上記電極体の外表面のうち、上記電極体をなす電極板の厚み方向の外側に位置する厚み方向外側面の少なくとも一部をなす固定面に固着された電極体固着部と、上記電極体固着部から延び、上記電極体よりも移動制限方向に突出した突出部であって、上記移動制限方向について上記缶体の内周面との間にクリアランスを有する突出部と、を有し、上記電極体が上記移動制限方向に移動しようとした際に、上記突出部の上記缶体の上記内周面への当接により、上記電極体の上記移動制限方向への移動を制限する移動制限部材を備え、上記缶体は、平行な一対の矩形主面部と、上記一対の矩形主面部の間を結ぶ、底面部、上記底面部に対向する上面部、第1側面部、及び、上記第1側面部に対向する第2側面部と、を有する直方体箱状の角形缶体であり、上記電極体の上記固定面は、上記角形缶体の上記一対の矩形主面部に平行であり、上記移動制限部材は、上記突出部として、上記電極体よりも上記底面部側に突出する底面側突出部、上記電極体よりも上記上面部側に突出する上面側突出部、上記電極体よりも上記第1側面部側に突出する第1側面側突出部、及び、上記電極体よりも上記第2側面部側に突出する第2側面側突出部、の少なくともいずれかを有し、上記移動制限部材は、上記一対の矩形主面部に平行に拡がる平板であり、上記電極体のうち上記缶体に面する上記固定面に、上記電極体固着部で固着されている蓄電デバイスである。
上述の蓄電デバイスは、上述の電極体固着部と突出部を有する移動制限部材を備えている。このため、この蓄電デバイスでは、蓄電デバイスに外部から衝撃が掛かって、缶体内の電極体が移動制限方向に移動しようとした場合に、先に移動制限部材が缶体の内周面に当接して、電極体の移動制限方向への移動を制限する。このため、電極体や缶体等に損傷が生じるのを抑制することができる。
更に、この蓄電デバイスでは、移動制限部材が電極体のうち缶体に面する固定面に固着されている。即ち、移動制限部材が電極体と缶体の間に位置している。このため、簡易な構造で、電極体の移動制限方向への移動を制限することができる。
また、この直方体状の蓄電デバイス(以下、「角形蓄電デバイス」ともいう)では、移動制限部材が、底面側突出部、上面側突出部、第1側面側突出部及び第2側面側突出部の少なくともいずれかの突出部を有している。このため、角形蓄電デバイスが衝撃等を受けて、収容している電極体が、底面部側、上面部側、第1側面部側、あるいは第2側面部側への移動しようとした場合に、この移動を制限して、電極体や角形缶体等に損傷が生じるのを抑制することができる。
なお、この角形蓄電デバイスとしては、例えば、直方体状の積層型電極体や扁平捲回型電極体を収容したものが挙げられる。
また、この角形蓄電デバイスでは、移動制限部材が平板であるため、移動制限部材の製造が容易であり、また角形蓄電デバイスとしても、移動制限部材を備えながらも、製造容易で安価にすることができる。
なお「移動制限部材」の形態は、電極体の固定面に固着する形状の「電極体固着部」と、電極体固着部から延びて電極体よりも移動制限方向に突出し、電極体が移動制限方向に移動しようとした際に缶体の内周面に当接する「突出部」とを有する形態である。移動制限部材は、衝撃的に突出部が缶体の内周面へ当接した場合でも、容易には変形しない剛性や厚みなど寸法を有するものが好ましく、その材質としては、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、PET等の絶縁性樹脂などが挙げられる。
また「蓄電デバイス」の形態としては、例えば、直方体箱状の角形缶体内に、直方体状の電極体が収容された角形蓄電デバイスなどが挙げられる。また、収容する直方体状の電極体としては、例えば、複数の矩形状の電極板をセパレータを介して複数層積層した扁平直方体状の積層型電極体や、一対の帯状の電極板を帯状のセパレータを介して扁平状に捲回した扁平直方体状の捲回型電極体などが挙げられる。また、缶体内に単一の電極体が収容された蓄電デバイスのほか、缶体内に複数の電極体が収容された蓄電デバイスも挙げられる。
また「電極板」としては、例えば、集電箔の両主面上に正極活物質層を設けた正極板や、集電箔の両主面上に負極活物質層を設けた負極板のほか、集電箔の一方の主面上に正極活物質層を、他方の主面上に負極活物質層を設けたバイポーラ電池用の電極板などが挙げられる。
電極体の「外表面」としては、積層型電極体の場合には、積層された電極板の厚み方向の外側に位置する一対の主平面(厚み方向外側面)と、この一対の主平面の間を結ぶ端面とが含まれる。捲回型電極体の場合には、捲回軸の周囲に位置する外周面(厚み方向外側面)のほか、捲回軸の軸線方向の両側にそれぞれ位置する軸線方向端面が含まれる。
また、外表面のうち「厚み方向外側面」は、電極板の厚み方向の外側に位置する面を指す。積層型電極体の場合には、上述の一対の主平面がそれぞれ厚み方向外側面が該当し、捲回型電極体においては、上述の外周面が厚み方向外側面に該当する。捲回型電極体が扁平状の場合には、外周面(厚み方向外側面)には、一対の主平面と、これらの間を結ぶ一対の半円筒面とが含まれる。
厚み方向外側面のうち「固定面」は、移動制限部材の電極体固着部が固着する部位であり、厚み方向外側面の全面のほか、厚み方向外側面の一部でも良い。
「移動制限方向」は、固着している移動制限部材により、電極体の移動を制限する方向をいう。また、「電極体の移動制限方向への移動を制限する」とは、移動制限部材を備えない場合に比して、電極体の移動制限方向への移動を少なくする場合のほか、電極体の移動制限方向への移動を不能にする場合も含む。
なお、前述の蓄電デバイスであって、前記移動制限部材の前記突出部は、前記電極体の前記移動制限方向への移動によって、前記角形缶体の前記内周面に衝突した際に、上記移動制限方向に直交するいずれの方向についても変形が生じるのを抑制された変形抑制突出部である蓄電デバイスとすると良い。
突出部全体が平板状である場合、この平板状の突出部が缶体の内周面に衝突した際に、突出部の途中部分が座屈したり、突出部の先端が缶体の内周面に沿って滑るように移動して突出部がその厚み方向に曲がるなど、突出部が移動制限方向に直交する方向に変形することがある。すると、電極体の移動制限方向への移動を十分に抑制できず、電極体がさらに移動制限方向に移動してしまうことがある。
これに対し、この蓄電デバイスでは、移動制限部材の突出部(底面側突出部、上面側突出部、第1側面側突出部、または第2側面側突出部)を変形抑制突出部としている。このため、電極体の移動制限方向への移動によって、変形抑制突出部が缶体の内周面に衝突した際、移動制限方向に直交するいずれの方向に変形することも抑制されており、電極体の移動制限方向への移動をさらに適切に制限することができる。
「変形抑制突出部」の形態としては、例えば以下の形態が挙げられる。即ち、平板状の突出本体部の一部に、この突出本体部の変形を抑制する抑制部を付加した形態が挙げられる。具体的には、平板状の突出本体部の先端部等に、突出本体部の厚み方向にT字状に張り出した抑制部を設け、この抑制部が突出本体部の厚み方向に移動するのが制限されることにより、突出本体部の先端部が突出本体部の厚み方向に移動して、突出本体部が厚み方向に曲がるのを抑制した形態が挙げられる。
あるいは、突出部全体の変形を抑制する形態でもよい。具体的には、突出部自体を、矩形主面部の面方向及び移動制限方向に直交する方向に凹凸が繰り返される波形として(突出部全体を波板状として)、矩形主面部の面方向へ剛性を高めて、突出部における座屈や屈曲を防止した形態が挙げられる。
なお、前述のいずれかに記載の蓄電デバイスであって、複数の前記電極体を有しており、上記複数の電極体は、前記角形缶体の前記一対の矩形主面部の間に、積層されて配置さ れており、前記移動制限部材は、上記複数の電極体のうち、隣在する2つの電極体に挟まれた前記電極体固着部で、それぞれ上記電極体に固着されている蓄電デバイスとすると良 い。
この蓄電デバイスでは、収容している複数の電極体が、角形缶体の一対の矩形主面部の間に積層されて配置されている。その上、移動制限部材は、隣在する2つの電極体に挟まれた電極体固着部で、それぞれ電極体に固着されている。このため、1つの移動制限部材で、2つの電極体の移動制限方向への移動を制限して、2つの電極体に損傷が生じるのを抑制することができる。
蓄電デバイスが3つ以上の電極体を有する場合、複数存在する電極体間のうち、少なくとも1つの電極体間に移動制限部材を設けて、これを挟む2つの電極体の移動制限を行っていれば該当する。
但し、蓄電デバイスが有するすべての電極体を、移動制限部材を用いて移動制限するのが好ましい。例えば4つ(二対)の電極体を有する場合、2つの移動制限部材それぞれで一対の電極体ずつ移動制限するとよい。さらには、複数の電極体の電極体間のそれぞれに、移動制限部材を設けるようにすると良い。
)さらに(1)に記載の蓄電デバイスであって、前記電極体は、前記電極板と上記電極板同士の間に介在するセパレータとが、互いに接着されて一体化された一体化電極体である蓄電デバイスとすると良い。
蓄電デバイス内に収容している電極体が一体化電極体であるので、この一体化電極体の固定面を移動制限部材の電極体固着部に固着することで、一体化電極体の全体の移動制限方向への移動を確実に制限することができる。
なお、一体化電極体には、一体化積層型電極体、一体化扁平捲回型電極体、一体化円筒捲回型電極体を含む。
)さらに()に記載の蓄電デバイスであって、前記電極板は、正極板と負極板であり、前記一体化電極体は、複数の上記正極板と複数の上記負極板とが、前記セパレータを介して交互に積層された一体化積層型電極体である蓄電デバイスとすると良い。
電極体が積層型電極体である場合には、外部から蓄電デバイスに衝撃が掛かって、缶体内の積層型電極体が積層方向に直交する移動制限方向に移動しようとした場合に、積層型電極体の全体が移動するほか、積層型電極体をなす電極板(正極板、負極板)も個々に移動し、電極板同士の重なり状態などの積層状態が崩れる場合が生じがちである。
これに対し、上述の蓄電デバイスでは、収容している積層型電極体が一体化積層型電極体であるので、外部から蓄電デバイスに衝撃が掛かっても、一体化積層型電極体の積層状態を確実に保つことができる。
なお、一体化積層型電極体に用いるセパレータとしては、負極板と正極板の間にそれぞれ介在させる複数の枚葉状のセパレータのほか、交互に積層された複数の負極板と複数の正極板との間のそれぞれに介在するように、つづら折り(ジグザグ)に折り畳んだ帯状のセパレータも挙げられる。
参考形態1に係る電池の縦方向及び横方向に沿う、移動制限部材の断面を含む断面図であり、図3におけるA-A矢視断面図である。 参考形態1に係る電池の縦方向及び横方向に沿う、電極体の断面を含む断面図であり、図3におけるC-C矢視断面図である。 参考形態1に係る電池の横方向及び厚み方向に沿う、図1及び図2におけるB-B矢視断面図である。 参考形態1に係る移動制限部材の平面図である。 参考形態2に係る電池の縦方向及び横方向に沿う、電極体の断面を含む断面図であり、図2に対応する断面図である。 参考形態2に係る移動制限部材の斜視図である。 実施形態に係る電池の縦方向及び横方向に沿う、電極体の断面を含む断面図であり、図8におけるD-D矢視断面図である。 実施形態に係る電池の横方向及び厚み方向に沿う、図7におけるE-E矢視断面図である。
参考形態1)
以下、本発明の第1の参考形態を、図面を参照しつつ説明する。図1~図3に本参考形態1に係る角形電池(角形蓄電デバイス、以下、単に「電池」ともいう)1の断面図及び拡大断面図を示す。なお、以下では、電池1の縦方向AH、横方向BH及び厚み方向CHを、図1~図3に示す方向と定めて説明する。この電池1は、ハイブリッドカーやプラグインハイブリッドカー、電気自動車等の車両などに搭載される角形で密閉型のリチウムイオン二次電池である。
電池1は、角形缶体(以下、単に「缶体」ともいう)10と、この缶体10の内部に収容された一対の一体化積層型電極体(以下、単に「電極体」ともいう)20A,20B及び1つの移動制限部材30と、缶体10に支持された正極端子40及び負極端子50等から構成される。また缶体10内には、電解液60も収容されており、その一部は電極体20A,20B内に含浸され、一部は缶体10の底部に溜まっている。また電極体20A,20B及び移動制限部材30は、縦方向AHの一方側AH1に開口した袋状の絶縁フィルム65に覆われている。
このうち角形缶体10は、金属(本参考形態ではアルミニウム)からなる直方体箱状である。即ち、缶体10は、平行な一対の矩形主面部(第1矩形主面部14及び第2矩形主面部15)と、これらの間を結ぶ、底面部16、この底面部16に対向する上面部17、第1側面部18、及び、この第1側面部18に対向する第2側面部19とを有する。この缶体10は、縦方向AHの一方側AH1に開口11cを有する有底角筒状の缶本体部材11と、この缶本体部材11の開口11cを閉塞する形態で溶接された矩形板状の缶蓋部材13とから構成される。缶本体部材11は、絶縁フィルム65で覆われた電極体20A,20B及び移動制限部材30を収容する。一方、缶蓋部材13には、缶体10の内圧が所定圧力に達した際に破断開弁する安全弁(不図示)が設けられている。また缶蓋部材13には、缶体10の内外を連通する注液孔(不図示)が形成されており、封止部材(不図示)で気密に封止されている。
さらに缶蓋部材13には、複数のアルミニウムの部材から構成される正極端子40が、缶蓋部材13と絶縁された状態で固設されている。この正極端子40は、缶体10の内部で電極体20A,20Bの正極タブ20Ae,20Be(後述する)にそれぞれ接続し導通する一方、缶蓋部材13を貫通して電池外部まで延びている。また缶蓋部材13には、複数の銅の部材から構成される負極端子50が、缶蓋部材13と絶縁された状態で固設されている。この負極端子50は、缶体10の内部で電極体20A,20Bの負極タブ20Af,20Bf(後述する)にそれぞれ接続し導通する一方、缶蓋部材13を貫通して電池外部まで延びている。
2つの電極体20A,20Bは、缶体10の第1矩形主面部14と第2矩形主面部15との間に、移動制限部材30を間に挟んで厚み方向CHに積層された状態で配置されている。各々の電極体20A,20Bは、扁平な直方体状であり、複数の矩形状の正極板(電極板)21と、複数の矩形状の負極板(電極板)23とを、樹脂製の多孔質膜からなる矩形状のセパレータ25を介して交互に積層した積層型の電極体である。厚み方向DHに重なる正極板21とセパレータ25、負極板23とセパレータ25とは、それぞれ接着剤で接着されており、電極体20A,20Bがそれぞれ一体化されている(一体化積層型電極体となっている)。
電極体20A,20Bは、上述のようにいずれも直方体状であり、その外表面20Am,20Bmは、それぞれ概ね6つの平面から構成される。即ち、電極体20Aの外表面20Amは、正極板21及び負極板23の厚み方向DHの外側DH1に位置する一対の面積の広い第1厚み方向外側面20Am1及び第2厚み方向外側面20Am2と、これらの間を結ぶ4つの面(上面20Am3、下面20Am4、第1狭側面20Am5及び第2狭側面20Am6)とからなる。同様に、電極体20Bの外表面20Bmは、正極板21及び負極板23の厚み方向DHの外側DH1に位置する一対の面積の広い第1厚み方向外側面20Bm1及び第2厚み方向外側面20Bm2と、これらの間を結ぶ4つの面(上面20Bm3、下面20Bm4、第1狭側面20Bm5及び第2狭側面20Bm6)とからなる。
2つの電極体20A,20Bのうち、第1厚み方向外側面20Am1,20Bm1及び第2厚み方向外側面20Am2,20Bm2は、それぞれ缶体10の第1矩形主面部14及び第2矩形主面部15と平行であり、電極体20Aの第1厚み方向外側面20Am1が第1矩形主面部14に面し、電極体20Bの第2厚み方向外側面20Bm2が第2矩形主面部15に面している。また、電極体20Aの第2厚み方向外側面20Am2と電極体20Bの第1厚み方向外側面20Bm1とが、移動制限部材30を間に挟んで対向している。
そして、電極体20Aの第2厚み方向外側面20Am2の全体に、移動制限部材30の電極体固着部31の一方の主面31aが固着すると共に、電極体20Bの第1厚み方向外側面20Bm1の全体に、同じ電極体固着部31の他方の主面31bが固着している。従って、本参考形態1では、電極体20Aの第2厚み方向外側面20Am2の全体が固定面20Amhであり、また電極体20Bの第1厚み方向外側面20Bm1の全体が固定面20Bmhとなっている。
正極板21は、矩形状のアルミニウム箔からなる正極集電箔(不図示)の両主面上にそれぞれ正極活物質層(不図示)を有する。正極活物質層は、リチウムイオンを吸蔵及び放出可能な正極活物質粒子と、導電粒子と、結着剤とから構成される。正極板21のうち、縦方向AHの一方側AH1に延びる延出部は、厚み方向DHに正極活物質層が存在せず、正極集電箔が厚み方向DHに露出した正極露出部21pとなっており、各々の正極露出部21p同士が厚み方向DHに重なって前述の正極タブ20Ae,20Beを形成している。これらの正極タブ20Ae,20Beは、前述のように正極端子40と電気的に接続している。
負極板23は、矩形状の銅箔からなる負極集電箔(不図示)の両主面上にそれぞれ負極活物質層(不図示)を有する。負極活物質層は、リチウムイオンを吸蔵及び放出可能な負極活物質粒子と、結着剤とから構成される。負極板23のうち、縦方向AHの一方側AH1に延びる延出部は、厚み方向DHに負極活物質層が存在せず、負極集電箔が厚み方向DHに露出した負極露出部23pとなっており、各々の負極露出部23p同士が厚み方向DHに重なって前述の負極タブ20Af,20Bfを形成している。これらの負極タブ20Af,20Bfは、前述のように負極端子50と電気的に接続している。
次に、移動制限部材30について説明する(図1~図3のほか、図4も参照)。本参考形態1の移動制限部材30は、角形缶体10の第1矩形主面部14及び第2矩形主面部15に平行に拡がる平板であり、絶縁性樹脂(本参考形態ではポリプロピレン)からなる。移動制限部材30は、矩形板状の電極体固着部31と、この電極体固着部31からそれぞれ延び、電極体20A,20Bよりも移動制限方向(第1移動制限方向SH1、第2移動制限方向SH2、第3移動制限方向SH3及び第4移動制限方向SH4)に突出した突出部33,34C,34D,35,36とからなる。本参考形態1では、第1移動制限方向SH1は縦方向AHの他方側AH2、第2移動制限方向SH2は縦方向AHの一方側AH1、第3移動制限方向SH3は横方向BHの一方側BH1、第4移動制限方向SH4は横方向BHの他方側BH2である。
電極体固着部31の両主面31a,31bには、前述のようにそれぞれ電極体20A,20Bが固着している。具体的には、電極体固着部31の主面31aには、一方の電極体20Aの外表面20Amのうち第2厚み方向外側面20Am2の全体(固定面20Amh)が固着し、電極体固着部31の主面31bには、他方の電極体20Bの外表面20Bmのうち第1厚み方向外側面20Bm1の全体(固定面20Bmh)が固着している。これにより、電極体固着部31は、厚み方向CHに隣在する2つの電極体20A,20Bに挟まれて、これらと一体となっている。
一方、突出部33は、前述の「底面側突出部」であり、矩形板状をなす電極体固着部31の下辺部31c全体から延びて、電極体20A,20Bよりも缶体10の底面部16側(縦方向AHの他方側AH2、第1移動制限方向SH1、図1,図4において下方)に突出している。底面側突出部33と缶体10の底面部16とのクリアランスは、0.2mm程度である。この底面側突出部33は、缶体10内における電極体20A,20Bの第1移動制限方向SH1への移動を制限する。即ち、電極体20A,20Bが第1移動制限方向SH1に移動しようとした際に、先に底面側突出部33が缶体10(具体的には底面部16)の内周面10nに当接して、電極体20A,20Bがそれ以上に第1移動制限方向SH1へ移動するのを制限する。
突出部34C,34Dは、それぞれ前述の「上面側突出部」であり、電極体固着部31のうち縦方向AHの一方側AH1に位置する両角部31rC,31rDから延びて、電極体20A,20Bよりも缶体10の上面部17側(縦方向AHの一方側AH1、第2移動制限方向SH2、図1,図4において上方)にそれぞれ突出している。上面側突出部34C,34Dと缶体10の上面部17とのクリアランスは、それぞれ0.2mm程度である。この上面側突出部34C,34Dは、缶体10内における電極体20A,20Bの第2移動制限方向SH2への移動を制限する。即ち、電極体20A,20Bが第2移動制限方向SH2に移動しようとした際に、先に上面側突出部34C,34Dが缶体10(具体的には上面部17)の内周面10nに当接して、電極体20A,20Bがそれ以上に第2移動制限方向SH2へ移動するのを制限する。
突出部35は、前述の「第1側面側突出部」であり、矩形板状の電極体固着部31の第1側辺部31e全体から延びて、電極体20A,20Bよりも缶体10の第1側面部18側(横方向BHの一方側BH1、第3移動制限方向SH3、図1,図4において左方)に突出している。第1側面側突出部35と缶体10の第1側面部18とのクリアランスは、0.2mm程度である。この第1側面側突出部35は、缶体10内における電極体20A,20Bの第3移動制限方向SH3への移動を制限する。即ち、電極体20A,20Bが第3移動制限方向SH3に移動しようとした際に、先に第1側面側突出部35が缶体10(具体的には第1側面部18)の内周面10nに当接して、電極体20A,20Bがそれ以上に第3移動制限方向SH3へ移動するのを制限する。
突出部36は、前述の「第2側面側突出部」であり、矩形板状の電極体固着部31の第2側辺部31f全体から延びて、電極体20A,20Bよりも缶体10の第2側面部19側(縦方向AHの他方側AH2、第4移動制限方向SH4、図1,図4において右方)に突出している。第2側面側突出部36と缶体10の第2側面部19とのクリアランスは、0.2mm程度である。この第2側面側突出部36は、缶体10内における電極体20A,20Bの第4移動制限方向SH4への移動を制限する。即ち、電極体20A,20Bが第4移動制限方向SH4に移動しようとした際に、先に第2側面側突出部36が缶体10(具体的には第2側面部19)の内周面10nに当接して、電極体20A,20Bがそれ以上に第4移動制限方向SH4へ移動するのを制限する。
このように移動制限部材30は、電極体20A,20Bの固定面20amh,20bmhに固着された電極体固着部31と、これから延びて電極体20A,20Bよりも移動制限方向SH1,SH2,SH3,SH4に突出した突出部33,34C,34D,35,36とを有する。このため、この移動制限部材30を備える電池1では、電池1に外部から衝撃が掛かって、缶体10内の電極体20A,20Bが移動制限方向SH1,SH2,SH3,SH4に移動しようとした場合に、先に移動制限部材30が缶体10の内周面10nに当接して、電極体20A,20Bの移動制限方向SH1,SH2,SH3,SH4への移動を制限する。このため、電極体20A,20Bが缶体10の内周面10nに衝突するのを防止し、電極体20A,20B自体や、電極体20A,20Bと正極端子40または負極端子50との接続部分(正極タブ20Ae,20Be、負極タブ20Af,20Bfなど)、缶体10が損傷するのを防止できる。
さらに本参考形態1では、角形電池1において、移動制限部材30が、底面側突出部33、上面側突出部34C,34D、第1側面側突出部35及び第2側面側突出部36を有している。このため、電池1が衝撃等を受けて、収容している電極体20A,20Bが、底面部16側や、上面部17側、第1側面部18側、第2側面部19側への移動しようとした場合に、この移動を制限して、電極体20A,20Bや缶体10等に損傷が生じるのを抑制することができる。
また移動制限部材30は平板であるため、移動制限部材30の製造が容易であり、また電池1としても、移動制限部材30を備えながらも、製造容易で安価にすることができる。
また本参考形態1では、収容している2つの電極体20A,20Bが、角形缶体10の第1矩形主面部14と第2矩形主面部15の間に積層されて配置されている。その上、移動制限部材30は、2つの電極体20A,20Bに挟まれた電極体固着部31で、それぞれ電極体20A,20Bに固着されている。このため、1つの移動制限部材30で、2つの電極体20A,20Bの移動制限方向SH1,SH2,SH3,SH4への移動を制限して、2つの電極体20A,20Bに損傷が生じるのを抑制することができる。
また本参考形態1では、電池1内に収容している電極体20A,20Bが一体化電極体であるので、この一体化電極体20A,20Bの固定面20Amh,20Bmhを移動制限部材30の電極体固着部31に固着することで、一体化電極体20A,20Bの全体の移動制限方向SH1,SH2,SH3,SH4への移動を確実に制限することができる。
また電極体20A,20Bは積層型であるにも拘らず、前述のように一体化されて一体化積層型電極体となっているので、外部から電池1に衝撃が掛かっても、電極体20A,20Bの積層状態を確実に保つことができる。
次いで、上記電池1の製造方法について説明する。まず缶蓋部材13を用意し、これに正極端子40及び負極端子50を固設する(図1参照)。また移動制限部材30を用意し、その電極体固着部31の両主面31a,31bに、別途形成した2つの電極体20A,20Bを接着剤で接着する。次に、缶蓋部材13に固設した正極端子40及び負極端子50を、移動制限部材30に固着された電極体20A,20Bの正極タブ20Ae,20Be及び負極タブ20Af,20Bfにそれぞれ溶接する。その後、電極体20A,20B及び移動制限部材30を袋状の絶縁フィルム65で包む。
次に、缶本体部材11を用意し、上述の絶縁フィルム65で覆われた電極体20A,20B及び移動制限部材30を、缶本体部材11内に挿入すると共に、缶本体部材11の開口11cを缶蓋部材13で塞ぐ。その後、缶本体部材11と缶蓋部材13とを、缶蓋部材13の全周にわたり溶接して缶体10を形成する。次に、電解液60を缶蓋部材13の注液孔(不図示)を通じて缶体10内に注液し、その後、この注液孔を封止部材(不図示)で封止する。その後は、この電池1について、初充電やエージング、各種検査等を行う。かくして、電池1が完成する。
参考形態2)
次いで、第2の参考形態について説明する(図5及び図6参照)。参考形態1の電池1では、全体が平板状の移動制限部材30を用いた。これに対し、本参考形態2の電池100では、移動制限部材130の形態が異なる。それ以外は、参考形態1と同様である。
参考形態2に係る移動制限部材130は、矩形板状の電極体固着部131と、この電極体固着部131からそれぞれ延び、電極体20A,20Bよりも移動制限方向SH1,SH2,SH3,SH4に突出した突出部(変形抑制突出部)133,134C,134C,135,136とからなる。
このうち電極体固着部131は、参考形態1に係る電極体固着部31と同様であり、参考形態1と同様に2つの電極体20A,20Bと固着している。一方、変形抑制突出部133,134C,134D,135,136は、それぞれ概ね参考形態1の突出部33,34C,34D,35,36と同様な平板状の突出本体部133p,134Cp,134Dp,135p,136pと、これらから延びる抑制部133q,134Cq,134Dq,135q1,135q2,136q1,136q2とからなる。
具体的には、変形抑制突出部133のうち突出本体部133pは、電極体固着部131から底面部16側(縦方向AHの他方側AH2、第1移動制限方向SH1、図5において下方)に延びている。そして、突出本体部133pの先端部133psにおいて、抑制部133qが突出本体部133pの厚み方向EH(電池100の厚み方向CH)にT字状に張り出している。この変形抑制突出部133は、「底面側突出部」であり、参考形態1の底面側突出部33と同様に、缶体10内における電極体20A,20Bの第1移動制限方向SH1への移動を制限する。
変形抑制突出部134C,134Dのうち突出本体部134Cp,134Dpは、それぞれ電極体固着部131から上面17側(縦方向AHの一方側AH1、第2移動制限方向SH2、図5において上方)に延びている。そして、突出本体部134Cp,134Dpの先端部134Cps,134Dpsにおいて、抑制部134Cq,134Dqがそれぞれ突出本体部134Cp,134Dpの厚み方向EH(電池100の厚み方向CH)にT字状に張り出している。これらの変形抑制突出部134C,134Dは、「上面側突出部」であり、参考形態1の上面側突出部34C,34Dと同様に、缶体10内における電極体20A,20Bの第2移動制限方向SH2への移動を制限する。
変形抑制突出部135のうち突出本体部135pは、電極体固着部131から第1側面部18側(横方向BHの一方側AH1、第3移動制限方向SH3、図5において左方)に延びている。そして、突出本体部135pの上面部17側の端部135ptにおいて、抑制部135qが突出本体部135pの厚み方向EH(電池100の厚み方向CH)にT字状に張り出している。この変形抑制突出部135は、「第1側面側突出部」であり、参考形態1の第1側面側突出部35と同様に、缶体10内における電極体20A,20Bの第3移動制限方向SH3への移動を制限する。
変形抑制突出部136のうち突出本体部136pは、電極体固着部131から第2側面部19側(横方向BHの他方側AH2、第4移動制限方向SH4、図5において右方)に延びている。そして、突出本体部136pの上面部17側の端部136ptにおいて、抑制部136qが突出本体部136pの厚み方向EH(電池100の厚み方向CH)にT字状に張り出している。この変形抑制突出部136は、「第2側面側突出部」であり、参考形態1の第2側面側突出部36と同様に、缶体10内における電極体20A,20Bの第4移動制限方向SH4への移動を制限する。
加えて本参考形態2の変形抑制突出部133,134C,134D,135,136は、前述の抑制部135q1,135q2,136q1,136q2を有しており、これらは突出本体部133p,134Cp,134Dp,135p,136pの各先端部133ps,134Cps,134Dps或いは各端部135pt,136ptが、厚み方向EHへ移動するのを制限している。このため、突出本体部133p,134Cp,134Dp,135p,136pが厚み方向EHに曲がるのを抑制できる。
ところで、突出部の全体が平板状である場合、この平板状の突出部が缶体10の内周面10nに衝突した際に、突出部の途中部分が座屈したり、突出部の先端が缶体10の内周面10nに沿って滑るように移動して突出部が厚み方向EHに曲がるなど変形することがある。すると、電極体20A,20Bの移動制限方向SH1,SH2,SH3,SH4への移動を十分に抑制できず、電極体20A,20Bがさらに移動制限方向SH1,SH2,SH3,SH4に移動してしまうことがある。
これに対し、本参考形態2の電池100では、移動制限部材の突出部133,134C,134D,135,136を前述のようにT字状の変形抑制突出部としている。このため、電極体20A,20Bの移動制限方向SH1,SH2,SH3,SH4への移動によって、変形抑制突出部133,134C,134D,135,136が缶体10の内周面10nに衝突した際、移動制限方向SH1,SH2,SH3,SH4に直交するいずれの方向に変形することも抑制されており、電極体20A,20Bの移動制限方向SH1,SH2,SH3,SH4への移動を適切に制限することができる。その他、参考形態1と同様な部分は、参考形態1と同様な作用効果を有する。
(実施形態)
次いで、実施形態について説明する(図7及び図8参照)。参考形態1,2の電池1,100では、積層された一対の電極体20A,20B同士の間に、移動制限部材30,130を介在させていた。これに対し、本実施形態の電池200では、電極体20A,20Bと缶体10との間に、それぞれ移動制限部材230A,230Bを介在させる点が異なる。それ以外は、参考形態1または2と同様である。
本実施形態に係る移動制限部材230A,230Bは、それぞれ参考形態1の移動制限部材30と同様の形態を有する。即ち、移動制限部材230A,230Bは、それぞれ、角形缶体10の第1矩形主面部14及び第2矩形主面部15に平行に拡がる平板であり、矩形板状の電極体固着部231A,231Bと、これからそれぞれ延びて電極体20A,20Bよりも移動制限方向SH1,SH2,SH3,SH4に突出した突出部233A,233B,234AC,234AD,234BC,234BD,235A,235B,236A,236Bとからなる。
本実施形態では、参考形態1,2と異なり、2つの電極体20A,20Bは、移動制限部材を介することなく、厚み方向CHに直接重なっている。そして、一方の移動制限部材230Aは、一方の電極体20Aと缶体10の第1矩形主面部14との間に介在し、他方の移動制限部材230Bは、他方の電極体20Bと缶体10の第2矩形主面部15との間に介在している。具体的には、移動制限部材230Aのうち電極体固着部231Aが、電極体20Aの外表面20Amのうち第1厚み方向外側面20Am1の全体(缶体10に面する固定面20Amg)に固着している。これにより、移動制限部材230Aと電極体20Aが一体となっており、この移動制限部材230Aが缶体10内における電極体20Aの移動を制限する。また、移動制限部材230Bのうち電極体固着部231Bが、電極体20Bの外表面20Bmのうち第2厚み方向外側面20Bm2の全体(缶体10に面する固定面20Bmg)に固着している。これにより、移動制限部材230Bと電極体20Bが一体となっており、この移動制限部材230Bが缶体10内における電極体20Bの移動を制限する。
突出部233A,233Bは、それぞれ「底面側突出部」である。このうち移動制限部材230Aの底面側突出部233Aは、この移動制限部材230Aに固着された電極体20Aの第1移動制限方向SH1(図7において下方)への移動を制限し、移動制限部材230Bの底面側突出部233Bは、この移動制限部材230Bに固着された電極体20Bの第1移動制限方向SH1への移動を制限する。
また突出部234AC,234AD,234BC,234BDは、それぞれ「上面側突出部」である。このうち移動制限部材230Aの上面側突出部234AC,234ADは、この移動制限部材230Aに固着された電極体20Aの第2移動制限方向SH2(図7において上方)への移動を制限し、移動制限部材230Bの底上面突出部234BC,234BDは、この移動制限部材230Bに固着された電極体20Bの第2移動制限方向SH2への移動を制限する。
また突出部235A,235Bは、それぞれ「第1側面突出部」である。このうち移動制限部材230Aの第1側面側突出部235Aは、この移動制限部材230Aに固着された電極体20Aの第3移動制限方向SH3(図7において左方)への移動を制限し、移動制限部材230Bの第1側面側突出部235Bは、この移動制限部材230Bに固着された電極体20Bの第3移動制限方向SH3への移動を制限する。
また突出部236A,236Bは、それぞれ「第2側面突出部」である。このうち移動制限部材230Aの第2側面側突出部236Aは、この移動制限部材230Aに固着された電極体20Aの第4移動制限方向SH4(図7において右方)への移動を制限し、移動制限部材230Bの第2側面側突出部236Bは、この移動制限部材230Bに固着された電極体20Bの第4移動制限方向SH4への移動を制限する。
このように本実施形態では、移動制限部材230A,230Bがそれぞれ電極体20A,20Bのうち缶体10に面する固定面20Amg,20Bmgに固着され、移動制限部材230A,230Bがそれぞれ電極体20A,20Bと缶体10の間に位置している。このため、簡易な構造で、電極体20A,20Bの移動制限方向SH1,SH2,SH3,SH4への移動を制限することができる。その他、参考形態1または2と同様な部分は、参考形態1または2と同様な作用効果を有する。
以上において、本発明を実施形態に即して説明したが、本発明は実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることは言うまでもない。
例えば、実施形態では、一対の直方体状の積層型電極体20A,20Bを缶体10内に収容した電池200を例示した。しかし、缶体内に収容する電極体の数は単数でもよいし、3つ以上でもよい。また、積層型電極体20A,20Bに代えて、扁平捲回型電極体を、単数或いは複数の電極体の厚み方向CHに積層して、直方体箱状の缶体内に収容して角形電池を構成しても良い。
また、実施形態の電池200では、電極体20A,20Bと缶体10との間にそれぞれ移動制限部材230A,230Bを介在させた。しかし、これに加え、電極体20A,20B同士の間にも、参考形態1又は2における移動制限部材30,130と同様、両電極体20A,20Bにそれぞれ固着する移動制限部材を介在させてもよい。
このように個々の積層型電極体について、電極体の厚み方向両側にそれぞれ移動制限部材を設けるようにすると、更に確実に電極体の移動制限方向への移動を制限することができる。
また、実施形態では、接着剤を用いて移動制限部材230A,230Bを電極体20A,20Bに固着したが、固着方法はこれに限定されない。例えば、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)のような熱可塑性樹脂を用い、加熱プレスで熱溶着させることにより、移動制限部材230A,230Bを電極体20A,20Bに固着してもよい。
さらに、実施形態では、電極体20Aの第1厚み方向外側面20Am1の全面を固定面20Amgとし、電極体20Bの第2厚み方向外側面20Bm2の全面を固定面20Bmgとした。
しかし、電極体の厚み方向外側面の全面を固定面とする必要はなく、電極体の厚み方向外側面の一部を固定面とし、この固定面に移動制限部材の電極体固着部を固着するようにしても良い。
また、実施形態では、直方体状の積層型電極体20A,20Bを直方体箱状の缶体10に収容した電池200の例を示した。しかし、前述したように、扁平捲回型電極体を単数または複数、直方体箱状の缶体に収容するようにしても良い
1,100,200 角形電池(角形蓄電デバイス)
10 缶体(角形缶体)
10n (缶体の)内周面
14 第1矩形主面部
15 第2矩形主面部
16 底面部
17 上面部
18 第1側面部
19 第2側面部
20A,20B 電極体(一体化電極体、一体化積層型電極体)
20Am,20Bm 外表面
20Am1,20Bm1 第1厚み方向外側面
20Am2,20Bm2 第2厚み方向外側面
20Amh,20Bmh,20Amg,20Bmg 固定面
21 正極板(電極板)
23 負極板(電極板)
25 セパレータ
30,130,230A,230B 移動制限部材
31,131,231A,231B 電極体固着部
33,133,233A,233B 底面側突出部(突出部)
34C,34D,134C,134D,234AC,234AD,234BC,234BD 上面側突出部(突出部)
35,135,235A,235B 第1側面側突出部(突出部)
36,136,236A,236B 第2側面側突出部(突出部)
133,134C,134D,135,136 変形抑制突出部
40 正極端子
50 負極端子
DH (電極板の)厚み方向
DH1 (電極板の厚み方向の)外側
SH1 第1移動制限方向
SH2 第2移動制限方向
SH3 第3移動制限方向
SH4 第4移動制限方向

Claims (3)

  1. 缶体内に電極体が収容された蓄電デバイスであって、
    上記缶体内に配置されており、
    上記電極体の外表面のうち、上記電極体をなす電極板の厚み方向の外側に位置する厚み方向外側面の少なくとも一部をなす固定面に固着された
    電極体固着部と、
    上記電極体固着部から延び、上記電極体よりも移動制限方向に突出した突出部であって、上記移動制限方向について上記缶体の内周面との間にクリアランスを有する
    突出部と、を有し、
    上記電極体が上記移動制限方向に移動しようとした際に、上記突出部の上記缶体の上記内周面への当接により、上記電極体の上記移動制限方向への移動を制限する
    移動制限部材を備え、
    上記缶体は、
    平行な一対の矩形主面部と、
    上記一対の矩形主面部の間を結ぶ、底面部、上記底面部に対向する上面部、第1側面部、及び、上記第1側面部に対向する第2側面部と、を有する
    直方体箱状の角形缶体であり、
    上記電極体の上記固定面は、上記角形缶体の上記一対の矩形主面部に平行であり、
    上記移動制限部材は、上記突出部として、
    上記電極体よりも上記底面部側に突出する底面側突出部、
    上記電極体よりも上記上面部側に突出する上面側突出部、
    上記電極体よりも上記第1側面部側に突出する第1側面側突出部、及び、
    上記電極体よりも上記第2側面部側に突出する第2側面側突出部、の少なくともいずれかを有し、
    上記移動制限部材は、
    上記一対の矩形主面部に平行に拡がる平板であり、
    上記電極体のうち上記缶体に面する上記固定面に、上記電極体固着部で固着されている
    蓄電デバイス。
  2. 請求項1に記載の蓄電デバイスであって、
    前記電極体は、
    前記電極板と上記電極板同士の間に介在するセパレータとが、互いに接着されて一体化された一体化電極体である
    蓄電デバイス。
  3. 請求項に記載の蓄電デバイスであって、
    前記電極板は、正極板と負極板であり、
    前記一体化電極体は、
    複数の上記正極板と複数の上記負極板とが、前記セパレータを介して交互に積層された一体化積層型電極体である
    蓄電デバイス。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003282143A (ja) 2002-03-25 2003-10-03 Toshiba Corp 非水電解液二次電池
JP2006066319A (ja) 2004-08-30 2006-03-09 Shin Kobe Electric Mach Co Ltd 二次電池
JP2014038706A (ja) 2012-08-10 2014-02-27 Toyota Industries Corp 蓄電装置
JP2020102418A (ja) 2018-12-25 2020-07-02 プライムアースEvエナジー株式会社 二次電池用極板群の製造方法、二次電池用極板群、及び二次電池

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101293943B1 (ko) * 2009-12-22 2013-08-07 주식회사 엘지화학 강성이 향상된 전지팩
JP2012114066A (ja) * 2010-11-02 2012-06-14 Sharp Corp 二次電池
JP5673355B2 (ja) * 2011-05-27 2015-02-18 株式会社Gsユアサ 電池
US20200365853A1 (en) * 2018-02-09 2020-11-19 Sanyo Electric Co., Ltd. Power supply device, and electric vehicle and power storage device provided with said power supply device
JP7466151B2 (ja) * 2018-09-28 2024-04-12 パナソニックIpマネジメント株式会社 蓄電装置および蓄電モジュール
US12176580B2 (en) * 2019-09-26 2024-12-24 Sanyo Electric Co., Ltd. Secondary battery and method for manufacturing same
JP7291654B2 (ja) 2020-03-17 2023-06-15 プライムアースEvエナジー株式会社 二次電池

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003282143A (ja) 2002-03-25 2003-10-03 Toshiba Corp 非水電解液二次電池
JP2006066319A (ja) 2004-08-30 2006-03-09 Shin Kobe Electric Mach Co Ltd 二次電池
JP2014038706A (ja) 2012-08-10 2014-02-27 Toyota Industries Corp 蓄電装置
JP2020102418A (ja) 2018-12-25 2020-07-02 プライムアースEvエナジー株式会社 二次電池用極板群の製造方法、二次電池用極板群、及び二次電池

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