JP2003086169A - Battery with connection terminal - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】信頼性に優れ小型化が可能な電池を提供する。
【解決手段】本発明の電池１は、容器３内で電極と接続
し容器３を貫通する棒状の電極端子４、５と、容器３外
で電極端子４、５に固定される圧着端子等の接続端子１
０と、接続端子１０に固定されるケーブルとを備える電
池において、一つの接続端子１０に対して複数本のケー
ブル１４、１５、１６、１７が固定されることを特徴と
する。本発明の電池１は、例えばリチウムイオン二次電
池に適用されうる。また、本発明の電池１を複数個接続
してなる群電池は、深海調査船用や水中走行体の電源と
して好適に使用されうる。
(57) [Summary] (with correction) [PROBLEMS] To provide a highly reliable and compact battery. A battery (1) according to the present invention includes rod-shaped electrode terminals (4, 5) connected to electrodes in a container (3) and penetrating the container (3), and crimp terminals (4) fixed to the electrode terminals (4, 5) outside the container (3). Connection terminal 1
In a battery including 0 and a cable fixed to the connection terminal 10, a plurality of cables 14, 15, 16, and 17 are fixed to one connection terminal 10. The battery 1 of the present invention can be applied to, for example, a lithium ion secondary battery. Also, a battery group formed by connecting a plurality of batteries 1 of the present invention can be suitably used as a power source for a deep sea research ship or an underwater vehicle.
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電池に属する。本
発明は、例えば、深海調査船用の群電池を構成する単電
池として好適に適用される。
【０００２】
【従来の技術】深海調査船や水中走行体の電源には、通
常、複数個の単電池を接続してなる群電池が使用され
る。群電池を構成する単電池としては、鉛蓄電池や酸化
銀−亜鉛蓄電池が主に採用されていたが、最近ではエネ
ルギー密度が高くて寿命が長いという理由からリチウム
イオン二次電池が採用されつつある。従来の深海調査船
に採用されるリチウムイオン二次電池を図３に一部断面
図として示す。
【０００３】この電池１０１では、コバルト酸リチウム
が塗布された正極板、セパレータ、及び炭素質材料が塗
布された負極板を順に積層してなる蓄電要素２を有し、
これがリチウム塩を含む有機電解液とともに角形の容器
３に収納されている。容器３の蓋３ａには、ボルトから
なる正極端子４及び負極端子５が貫通している。そし
て、これら正極端子４及び負極端子５の一端は、それぞ
れ蓄電要素２の正極板及び負極板と接続している。
【０００４】また、正極端子４及び負極端子５の蓋３ａ
より上方には、下から順に絶縁材料からなる平パッキン
７、低ナット８、接続板９、４個の圧着端子１０、バネ
座金１１、平座金１２及びナット１３が填められてい
る。各圧着端子１０は、環状部分１０ａ及びこれより一
方の側に延びた管部分１０ｂを有し、環状部分１０ａに
おいて正負の電極端子４、５に填められる。そして、各
圧着端子１０の管部分１０ｂには、単電池間接続用ケー
ブル１４、単電池放電用ケーブル１５、電圧計測用ケー
ブル１６、及び単電池警報用ケーブル１７がそれぞれ挿
入され圧着されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の電池１
０１では、正負の電極端子４、５に４個の圧着端子１０
が填められている。そのため、電極端子４、５に填めら
れるナット１３等の部品が占める部分Ａ（以下、集電部
という。）が高い。集電部Ａが高いと、構造上不安定に
なる。また、電池１０１が衝撃を受けたときに電極端子
４、５が大きく揺れ、そのため電極端子４、５が電極板
から外れやすくなる。その上集電部Ａが高いと、電極端
子４、５も高くしなければならず、さらにそれに伴って
群電池の電池槽を深くする必要がある。従って、群電池
の大型化を招く。それ故、本発明の課題は、信頼性に優
れ小型化が可能な電池を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の電池は、容器内
で電極と接続し容器を貫通する棒状の電極端子と、容器
外で電極端子に固定される接続端子と、接続端子に固定
されるケーブルとを備える電池において、一つの接続端
子に対して複数本のケーブルが固定されることを特徴と
する。
【０００７】本発明の電池では、一つの接続端子に対し
て複数本のケーブルが固定されるので、接続端子の数が
少なくて済む。そのため、集電部を低くすることが可能
である。よって本発明によると、構造上安定で信頼性に
優れた電池を得ることができる。また、集電部が低いた
め電極端子を低くすることができ、従って電池を小型化
することができる。さらに本発明では、接続端子の数が
少ないため、電池の組立が容易で信頼性が向上する。
【０００８】本発明において、電極端子としては、例え
ばボルトを使用することができる。接続端子としては、
環状部分及びこれの側面より延びた管部分を有する圧着
端子を使用すると良い。そして、管部分に複数本のケー
ブルの端部を挿入して圧着する。接続端子の数について
は、集電部を低くするため、できるだけ少ないのが好ま
しい。最も好ましいのは、電極端子１本当たりに接続端
子を一つだけ設けることである。そして、その一つの接
続端子に４本程度のケーブルを固定すると良い。また、
本発明の電池を複数個接続することによって、群電池を
構成しても良い。
【０００９】本発明は、リチウムイオン二次電池に好適
に適用されうる。この場合、蓄電要素として、例えばコ
バルト酸リチウム等の活物質材料が塗布された正極板、
セパレータ、及び炭素質材料等のホスト物質が塗布され
た負極板を順に積層したものを使用することができる。
電解液については、リチウム塩を含む有機溶媒が好まし
い。リチウム塩としては、過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌ
Ｏ4）や六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ6）あり、有
機溶媒としては、プロピレンカーボネート（ＰＣ）やエ
チレンカーボネート（ＥＣ）がある。蓄電要素は、例え
ば角形の容器に収納されると良い。また、電極端子に
は、接続端子の他に、平パッキン、低ナット、接続板、
バネ座金、平座金、ナットなどが固定されても良い。
【００１０】
【発明の実施の形態】実施形態の電池を図面とともに説
明する。図１は実施形態の電池を示す一部断面図であ
り、図２はその電池を単電池とする群電池を示す断面図
である。本実施形態の電池１は、コバルト酸リチウムが
塗布された正極板、セパレータ及び炭素質材料が塗布さ
れた負極板を順に積層してなる蓄電要素２を有する。蓄
電要素２は、深さが約４５５ｍｍである角形の容器３に
収納されており、この容器３の中には、電解液として過
塩素酸リチウムを含有するプロピレンカーボネートが充
填されている。また容器３の底部には、電池外部と連通
し、電池外部の圧力に応じて伸縮しうるベロー３ｂが設
けられている。そのため、この電池１では、電池内外の
圧力を均一に保つことが可能である。
【００１１】容器３の蓋３ａには、ボルトからなる正極
端子４及び負極端子５がそれぞれ貫通している。正極端
子４及び負極端子５の下端は、蓄電要素の正極板及び負
極板と金属板６を介して各々接続している。また電極端
子４、５の蓋３ａより上方には、下から順に絶縁材料か
らなる平パッキン７（高さ２．３ｍｍ）、低ナット８
（高４．０ｍｍ）、接続板９（高さ４．０ｍｍ）、圧着
端子１０（高さ０．８ｍｍ）、バネ座金１１（高さ２．
０ｍｍ）、平座金１２（高さ１．８ｍｍ）及びナット１
３（高さ７．５ｍｍ）が填められ、電極端子４、５の外
周面に固定されている。圧着端子１０は、電極端子４、
５に填められる環状部分１０ａ及びその側面より一方の
側に延びた管部分１０ｂからなり、管部分１０ｂの先端
には、単電池間接続用ケーブル１４、単電池放電用ケー
ブル１５、電圧計測用ケーブル１６、及び単電池警報用
ケーブル１７が挿入され圧着されている。
【００１２】図２に示す群電池１８は、９個の電池１に
より構成される。これらの９個の電池１は、単電池間接
続用ケーブル１４を介して繋がっており、電池槽１９に
収納されている。電池槽１９の内部は流動パラフィン２
０で充たされていて、底面にはブラダー２０が設けられ
ている。ブラダー２０の内部は、ゴム製の膜２１ａによ
って、群電池１８の外部と連通する空間と、電池槽１９
と連通する空間とに仕切られている。そのため、電池槽
外部の圧力が変化しても、それに応じて膜２１ａが伸縮
し、その結果、電池槽内外の圧力が均一になる。さら
に、上述のように各電池１にはベロー３ｂが設けられて
いるので、各電池１の内部圧力も電池槽内部及び電池槽
外部の圧力と等しくなる。それ故、この群電池１８は、
高圧下で使用される深海調査船や水中走行体の電源とし
て適している。
【００１３】本実施形態の電池１では、４本のケーブル
１４、１５、１６、１７が１個の圧着端子１０に圧着さ
れている。そのため、正極端子４及び負極端子５に各々
１個ずつの圧着端子１０しか填められていない。よっ
て、図３に示す従来の電池１０１のように１本のケーブ
ル毎に圧着端子を設けた電池と比べて、集電部Ａが２〜
３ｍｍ低くなる。従って、本実施形態によると、集電部
の構造が安定し、電極端子４、５が蓄電要素２の電極板
から外れるといった電極端子４、５の破損を抑えること
ができる。
【００１４】また本実施形態では、１本の電極端子４、
５に対して１個の圧着端子１０のみ填められるので、組
立が容易である。さらに本実施形態によると、集電部が
低い分電極端子４、５を低くすることが可能で、そのた
め従来の群電池よりも電池槽１９を浅くしうる。それ
故、群電池１８の小型化及び安定性の向上を図ることが
できる。
【００１５】
【実施例】図２に示す群電池１８を２０Ｇのリニアスイ
ープで２時間振動させた。振動数については、２０Ｈｚ
から始めて５００Ｈｚまで徐々に上げていった。また、
単電池として図３に示す従来の電池１０１を用いた以外
は同様の構成をなす群電池を用意し、同じ条件で振動さ
せた。
【００１６】その結果、従来の電池１０１に構成された
群電池では、９個中４個の電池１０１で電極端子４、５
の破損が認められた。それに対して、図２の群電池１８
では、いずれの電池１についても電極端子４、５の破損
が認められなかった。これにて、本発明の電池１は、従
来の電池１０１よりも構造上安定であることが判った。
【００１７】
【発明の効果】本発明によると、安定な構造で信頼性に
優れ、小型化が可能な電池を得ることができる。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a battery. INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is suitably applied, for example, as a unit cell constituting a group battery for a deep sea research vessel. 2. Description of the Related Art As a power source for a deep sea research ship or an underwater vehicle, a group battery formed by connecting a plurality of unit cells is usually used. Lead storage batteries and silver oxide-zinc storage batteries have been mainly used as the cells constituting the group battery, but recently lithium ion secondary batteries have been adopted because of their high energy density and long life. . FIG. 3 is a partial cross-sectional view of a lithium ion secondary battery used in a conventional deep sea research vessel. The battery 101 has a power storage element 2 in which a positive electrode plate coated with lithium cobalt oxide, a separator, and a negative electrode plate coated with a carbonaceous material are sequentially laminated.
This is housed in a rectangular container 3 together with an organic electrolyte containing a lithium salt. A positive terminal 4 and a negative terminal 5 made of bolts penetrate the lid 3 a of the container 3. One end of each of the positive electrode terminal 4 and the negative electrode terminal 5 is connected to the positive electrode plate and the negative electrode plate of the electric storage element 2 respectively. A cover 3a for the positive terminal 4 and the negative terminal 5 is provided.
Above this, a flat packing 7 made of an insulating material, a low nut 8, a connection plate 9, four crimp terminals 10, a spring washer 11, a flat washer 12, and a nut 13 are placed in order from the bottom. Each crimp terminal 10 has an annular portion 10a and a tube portion 10b extending to one side thereof, and is fitted to the positive and negative electrode terminals 4, 5 at the annular portion 10a. A cable 14 for connecting between cells, a cable 15 for discharging cells, a cable 16 for measuring voltage, and a cable 17 for warning cells are inserted into the tube portion 10b of each crimp terminal 10 and crimped. [0005] However, the conventional battery 1
01, four crimp terminals 10 are connected to the positive and negative electrode terminals 4 and 5, respectively.
Is filled. Therefore, a portion A (hereinafter, referred to as a current collecting portion) occupied by components such as the nut 13 fitted to the electrode terminals 4 and 5 is high. If the current collector A is high, the structure becomes unstable. In addition, when the battery 101 receives an impact, the electrode terminals 4 and 5 swing greatly, so that the electrode terminals 4 and 5 are easily detached from the electrode plate. In addition, when the current collecting portion A is high, the electrode terminals 4 and 5 also need to be high, and accordingly, the battery tank of the group battery needs to be deepened. Therefore, the size of the group battery is increased. Therefore, an object of the present invention is to provide a highly reliable battery that can be miniaturized. A battery according to the present invention comprises a rod-shaped electrode terminal connected to an electrode in a container and penetrating the container, a connection terminal fixed to the electrode terminal outside the container, and a connection terminal. , A plurality of cables are fixed to one connection terminal. [0007] In the battery of the present invention, since a plurality of cables are fixed to one connection terminal, the number of connection terminals can be reduced. Therefore, the current collector can be reduced. Therefore, according to the present invention, a battery that is structurally stable and has excellent reliability can be obtained. Further, since the current collecting portion is low, the electrode terminals can be reduced, and thus the battery can be downsized. Further, in the present invention, since the number of connection terminals is small, battery assembly is easy and reliability is improved. In the present invention, for example, bolts can be used as the electrode terminals. As connection terminals,
It is preferable to use a crimp terminal having an annular portion and a tube portion extending from a side surface thereof. Then, the ends of the plurality of cables are inserted into the pipe portion and crimped. The number of connection terminals is preferably as small as possible in order to reduce the current collecting portion. Most preferably, only one connection terminal is provided per electrode terminal. Then, it is preferable to fix about four cables to the one connection terminal. Also,
A group battery may be configured by connecting a plurality of batteries of the present invention. The present invention can be suitably applied to a lithium ion secondary battery. In this case, as a power storage element, for example, a positive electrode plate coated with an active material such as lithium cobalt oxide,
A separator in which a negative electrode plate coated with a host material such as a carbonaceous material is sequentially stacked can be used.
As the electrolyte, an organic solvent containing a lithium salt is preferable. As the lithium salt, lithium perchlorate (LiCl
O 4 ) and lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ). Organic solvents include propylene carbonate (PC) and ethylene carbonate (EC). The power storage element may be housed in, for example, a rectangular container. In addition to the connection terminals, flat packing, low nuts, connection plates,
Spring washers, flat washers, nuts and the like may be fixed. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A battery according to an embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a partial cross-sectional view showing the battery of the embodiment, and FIG. 2 is a cross-sectional view showing a group battery using the battery as a unit cell. The battery 1 of the present embodiment has a power storage element 2 in which a positive electrode plate coated with lithium cobalt oxide, a separator, and a negative electrode plate coated with a carbonaceous material are sequentially stacked. The electricity storage element 2 is housed in a rectangular container 3 having a depth of about 455 mm, and the container 3 is filled with propylene carbonate containing lithium perchlorate as an electrolytic solution. A bellows 3b is provided at the bottom of the container 3 and communicates with the outside of the battery and can expand and contract according to the pressure outside the battery. Therefore, in this battery 1, it is possible to keep the pressure inside and outside the battery uniform. A positive terminal 4 and a negative terminal 5 made of bolts penetrate through the lid 3a of the container 3, respectively. The lower ends of the positive electrode terminal 4 and the negative electrode terminal 5 are connected to the positive electrode plate and the negative electrode plate of the electric storage element via the metal plate 6, respectively. Above the lids 3a of the electrode terminals 4, 5, a flat packing 7 (height: 2.3 mm) and a low nut 8 made of an insulating material are arranged in order from the bottom.
(Height 4.0 mm), connecting plate 9 (height 4.0 mm), crimp terminal 10 (height 0.8 mm), spring washer 11 (height 2.0 mm).
0 mm), flat washer 12 (height 1.8 mm) and nut 1
3 (height 7.5 mm) are fixed to the outer peripheral surfaces of the electrode terminals 4 and 5. The crimp terminal 10 is an electrode terminal 4,
5 comprises an annular portion 10a and a tube portion 10b extending to one side from the side surface thereof. 16 and a battery warning cable 17 are inserted and crimped. A group battery 18 shown in FIG. 2 is composed of nine batteries 1. These nine batteries 1 are connected via an inter-cell connection cable 14 and housed in a battery tank 19. The inside of the battery tank 19 is liquid paraffin 2
The bladder 20 is provided on the bottom surface. The inside of the bladder 20 is separated from the space communicating with the outside of the group battery 18 by a rubber film 21a and the battery tank 19.
And a space that communicates with Therefore, even if the pressure outside the battery tank changes, the membrane 21a expands and contracts accordingly, and as a result, the pressure inside and outside the battery tank becomes uniform. Furthermore, since the bellows 3b are provided in each battery 1 as described above, the internal pressure of each battery 1 is also equal to the pressure inside the battery tank and outside the battery tank. Therefore, this group battery 18
It is suitable as a power source for deep sea research vessels and underwater vehicles used under high pressure. In the battery 1 of the present embodiment, four cables 14, 15, 16 and 17 are crimped to one crimp terminal 10. Therefore, only one crimp terminal 10 is fitted in each of the positive terminal 4 and the negative terminal 5. Therefore, as compared with a battery in which a crimp terminal is provided for each cable as in the conventional battery 101 shown in FIG.
3 mm lower. Therefore, according to the present embodiment, the structure of the current collector is stabilized, and damage to the electrode terminals 4 and 5 such that the electrode terminals 4 and 5 are detached from the electrode plate of the power storage element 2 can be suppressed. In this embodiment, one electrode terminal 4,
Since only one crimp terminal 10 can be fitted to 5, the assembling is easy. Further, according to the present embodiment, it is possible to lower the electrode terminals 4 and 5 by an amount corresponding to the lower current collector, and thus the battery tank 19 can be made shallower than the conventional group battery. Therefore, miniaturization and improvement of stability of the group battery 18 can be achieved. EXAMPLE A group battery 18 shown in FIG. 2 was vibrated for 2 hours by a linear sweep of 20 G. About frequency, 20Hz
And gradually increased to 500 Hz. Also,
A group battery having the same configuration was prepared except that the conventional battery 101 shown in FIG. 3 was used as a unit cell, and was vibrated under the same conditions. As a result, in the group battery configured as the conventional battery 101, four out of nine batteries 101 have electrode terminals 4, 5,
Damage was observed. In contrast, the group battery 18 of FIG.
In each of the batteries 1, the electrode terminals 4 and 5 were not damaged. Thus, it was found that the battery 1 of the present invention was structurally more stable than the conventional battery 101. According to the present invention, it is possible to obtain a small-sized battery having a stable structure, excellent reliability, and small size.
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態の電池を示す一部断面図である。
【図２】実施形態の電池により構成される群電池を示す
断面図である。
【図３】従来の電池を示す一部断面図である。
【符号の説明】
１電池
２蓄電要素
３容器
４正極端子
５負極端子
１０圧着端子
１８群電池BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a partial cross-sectional view showing a battery according to an embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a group battery including the batteries of the embodiment. FIG. 3 is a partial cross-sectional view showing a conventional battery. [Description of Signs] 1 battery 2 power storage element 3 container 4 positive electrode terminal 5 negative electrode terminal 10 crimp terminal 18 group battery
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岩田 幹夫 京都府京都市南区吉祥院西ノ庄猪之馬場町 １番地 日本電池株式会社内 (72)発明者 中村 慶太 京都府京都市南区吉祥院西ノ庄猪之馬場町 １番地 日本電池株式会社内 Ｆターム(参考） 5H022 AA09 BB03 CC03 CC10 EE01 5H029 AJ00 AJ11 AJ12 AK03 AL06 AM02 AM03 AM04 AM05 AM07 BJ02 BJ12 BJ27 DJ02 DJ05 EJ01 HJ12 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Mikio Iwata Kyoto, Minami-ku, Kyoto No. 1 Inside Japan Battery Co., Ltd. (72) Inventor Keita Nakamura Kyoto, Minami-ku, Kyoto No. 1 Inside Japan Battery Co., Ltd. F term (reference) 5H022 AA09 BB03 CC03 CC10 EE01 5H029 AJ00 AJ11 AJ12 AK03 AL06 AM02 AM03 AM04 AM05 AM07 BJ02 BJ12 BJ27 DJ02 DJ05 EJ01 HJ12
Claims (1)
の電極端子と、容器外で電極端子に固定される接続端子
と、接続端子に固定されるケーブルとを備える電池にお
いて、 一つの接続端子に対して複数本のケーブルが固定される
ことを特徴とする電池。Claims: 1. A rod-shaped electrode terminal connected to an electrode in a container and penetrating the container, a connection terminal fixed to the electrode terminal outside the container, and a cable fixed to the connection terminal. A battery provided with a plurality of cables fixed to one connection terminal.
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