JP7680345B2 - 蓄電デバイス - Google Patents
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Description
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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、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。
本参考形態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。
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。
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。
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。
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。
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。
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)
- 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。 - 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。 - 請求項2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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