JP2007048668A - Battery and battery pack - Google Patents
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Abstract
【課題】熱容量、重量、コスト等の大幅な増加を生じさせることなく、電極端子の厚さ方向の位置を高精度に規定することができる電池及び組電池を提供する。
【解決手段】薄型電池10において、正極端子210及び負極端子220は、内部空間111において、薄型電池10の厚さ方向の上下方向の各々に、段差形状の凸部212,213が形成されている。これら上側段差部212と下側段差部213により形成される厚さは、発電要素108の厚さとほぼ等しく形成されており、これにより上側段差部212は上部外装部材106の内壁に、下側段差部213は下部外装部材107の内壁に、各々接触した状態に形成される。これにより、正極端子210及び負極端子220は、上部外装部材106及び下部外装部材107によりその位置及び姿勢が保持され、薄型電池10の厚さ方向における外部導出部215の位置を高精度に維持することができる。
【選択図】 図2Provided are a battery and an assembled battery that can accurately define the position of electrode terminals in the thickness direction without causing a significant increase in heat capacity, weight, cost, and the like.
In a thin battery, a positive electrode terminal and a negative electrode terminal are formed with step-shaped convex portions in the inner space in the vertical direction in the thickness direction of the thin battery. . The thickness formed by the upper step portion 212 and the lower step portion 213 is substantially equal to the thickness of the power generation element 108, whereby the upper step portion 212 is formed on the inner wall of the upper exterior member 106. The portions 213 are formed in contact with the inner wall of the lower exterior member 107, respectively. Accordingly, the positions and postures of the positive terminal 210 and the negative terminal 220 are maintained by the upper exterior member 106 and the lower exterior member 107, and the position of the external lead-out portion 215 in the thickness direction of the thin battery 10 is maintained with high accuracy. be able to.
[Selection] Figure 2
Description
本発明は、電極板や電解質を含む発電要素が外装部材に収容されて封止された例えばリチウム系の二次電池等の電池に関する。 The present invention relates to a battery such as a lithium secondary battery in which a power generation element including an electrode plate and an electrolyte is accommodated in an exterior member and sealed.
セパレータを介して正極板と負極板とを交互に積層した発電要素を外装材で被覆収容して封止し、正極板及び負極板に接続された電極端子を外装材の外周縁から導出させた積層型の二次電池が知られている(例えば、特許文献1参照)。このような二次電池の外装材としては、通常、金属箔の表裏両面に樹脂層を形成したラミネートフィルムが用いられ、例えば2枚のラミネートフィルムにより発電要素を挟み周囲を熱溶着することにより、発電要素等を収容した電池内部を封止している。
ところで、各々に凹部(カップ形状部、外部から見た場合には凸部)が形成された2つの外装材を合わせて発電要素を収容する形態の電池において、合わせる2つのカップ状外装材の深さが同一の場合、外装材の溶着位置は、発電要素の厚さ方向の中間位置に形成され、電極端子は、その厚さ方向の中間位置において外部に導出される。
しかしながら、このような形態の電池においては、電極端子は平面構造であり、また、外装材の金属箔及びラミネートフィルムともに可とう性が高いため、電極端子の平面位置、すなわち電極端子の電池厚さ方向の位置を精度よく決めるのが難しいと言う問題がある。また、電極端子が移動することにより、電池内部の電極板と電極端子との接続部に電極端子の自重等の負荷がかかり、その部分の寿命に影響する可能性があると言う問題がある。
By the way, in the battery of the form which accommodates two exterior materials in which the recessed part (a cup shape part, and a convex part when it sees from the outside) in each is accommodated, the depth of two cup-shaped exterior materials to match | combine Are equal, the welding position of the exterior material is formed at an intermediate position in the thickness direction of the power generation element, and the electrode terminal is led out to the outside at the intermediate position in the thickness direction.
However, in the battery of such a form, the electrode terminal has a planar structure, and both the metal foil and the laminate film of the exterior material have high flexibility, so the planar position of the electrode terminal, that is, the battery thickness of the electrode terminal. There is a problem that it is difficult to accurately determine the position of the direction. Moreover, when the electrode terminal moves, a load such as the weight of the electrode terminal is applied to the connection part between the electrode plate and the electrode terminal inside the battery, which may affect the life of the part.
このような問題を解決する薄型電池として、正極端子及び負極端子を、セパレータ、正極板及び負極板を積層して構成される発電要素の総厚さにほぼ等しい厚さとなるように厚く形成し、この電極端子部が外装材とともに発電要素の周囲を囲んで電池内部空間を形成するようにした電池も開示されている(例えば、特許文献2参照)。
しかしながら、このような電池では電極端子の容積が大幅に大きくなるため、その熱容量も大幅に大きくなり、外装材と端子の溶着が困難であり、シール性の確保が難しいという問題が生じる。また、そのような構成では、電池の重量がこれもまた大きく増加するという問題もある。また、電極端子として使用する部材の量が多くなり、コストも高くなるという問題が生じる。
However, in such a battery, since the volume of the electrode terminal is significantly increased, the heat capacity is also greatly increased, and it is difficult to weld the exterior material and the terminal, and there is a problem that it is difficult to ensure the sealing property. Also, with such a configuration, there is a problem that the weight of the battery also increases greatly. In addition, there is a problem that the amount of members used as electrode terminals increases and the cost increases.
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、熱容量、重量、コスト等の大幅な増加を生じさせることなく、電極端子の厚さ方向の位置を高精度に規定することができる電池、及び、その電池を組み合わせて形成する組電池を提供することにある。 The present invention has been made in view of such problems, and its purpose is to define the position of the electrode terminal in the thickness direction with high accuracy without causing a significant increase in heat capacity, weight, cost, and the like. It is an object of the present invention to provide a battery that can be used, and an assembled battery that is formed by combining the batteries.
前記課題を解決するために、電極端子を曲げることにより、外装材の接合部以外の任意の位置で、電極端子が外装材又は周囲の構造部材に接触するようにし、これにより、位置の規定及び外装材との接合部への付加の軽減を図るようにした。
すなわち、本発明に係る電池は、発電要素を外装材により被覆収容し、当該外装材の周縁部より前記発電要素に接続した端子を導出した薄型電池であって、前記端子は、当該薄型電池の厚み方向の両側に各々凸状に形成された凸部を有することを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problem, the electrode terminal is bent so that the electrode terminal comes into contact with the exterior material or the surrounding structural member at an arbitrary position other than the joint portion of the exterior material. Reduced the addition to the joint with the exterior material.
That is, the battery according to the present invention is a thin battery in which a power generation element is covered and accommodated by an exterior material, and a terminal connected to the power generation element is derived from a peripheral portion of the exterior material, and the terminal is the thin battery. It has the convex part formed in convex shape on both sides of the thickness direction, respectively.
好適には、前記凸部は、前記外装材の内部に形成され、前記厚み方向の両側に各々形成される前記凸部は、各々前記外装材の内壁に接触するように形成されており、さらに好適には、その凸部は、当該凸部の当該端子厚み方向最外端同士間により規定される当該端子の厚み方向最大寸法が、発電要素の極板積層体の厚みとほぼ等しいか、あるいはわずかに大きく形成される。 Preferably, the convex portion is formed inside the exterior material, and the convex portions respectively formed on both sides in the thickness direction are formed so as to contact the inner wall of the exterior material, respectively. Preferably, the convex portion has a maximum dimension in the thickness direction of the terminal defined by a distance between the outermost ends in the terminal thickness direction of the convex portion being substantially equal to a thickness of the electrode plate laminate of the power generation element, or Slightly larger.
また好適には、前記凸部は、前記外装材の外部に形成され、前記厚み方向の両側に各々形成される前記凸部は、当該電池の外側に配置される所定の構造物に接触するように形成され、さらに好適には、その凸部の当該端子厚み方向最外端同士間により規定される当該端子の厚み方向最大寸法が、電池の厚みとほぼ等しいか、あるいはわずかに大きく形成される。
また、本発明に係る組電池は、前述したいずれかの電池を複数積層した電池積層体と、前記電池積層体に厚み方向の圧力を印加して当該電池積層体を一体的に固定保持する保持部材とを有する。
Preferably, the convex portion is formed outside the exterior material, and the convex portion formed on both sides in the thickness direction is in contact with a predetermined structure disposed outside the battery. More preferably, the maximum dimension in the thickness direction of the terminal defined by the distance between the outermost ends in the terminal thickness direction of the convex portion is approximately equal to or slightly larger than the thickness of the battery. .
Further, the assembled battery according to the present invention includes a battery stack in which any of the batteries described above are stacked, and a holding that integrally fixes and holds the battery stack by applying pressure in the thickness direction to the battery stack. Member.
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、熱容量、重量、コスト等の大幅な増加を生じさせることなく、電極端子の厚さ方向の位置を高精度に規定することができる電池、及び、その電池を組み合わせて形成する組電池を提供することにある。 The present invention has been made in view of such problems, and its purpose is to define the position of the electrode terminal in the thickness direction with high accuracy without causing a significant increase in heat capacity, weight, cost, and the like. It is an object of the present invention to provide a battery that can be used, and an assembled battery that is formed by combining the batteries.
第1実施形態
本発明の第1実施形態の薄型電池について、図1〜図5を参照して説明する。
図1(A)は、その薄型電池10の上面図であり、図1(B)はその透視図である。
また、図2(A)は薄型電池10の長手方向の側面図であり、図2(B)その透視図であって図1(A)のA−Aにおける断面図であり、図3(A)は薄型電池10の短手方向の側面図であり、図3(C)はその透視図であって図1(A)のB−Bにおける断面図である。
なお、本実施形態の薄型電池10は、リチウム系の平板状積層タイプの薄型二次電池であり、この薄型電池10を単位電池とし、これを所望の数だけ複数積層することにより、所望の出力電圧で所望の容量の組電池が構成される。
First Embodiment A thin battery according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1A is a top view of the
2A is a side view in the longitudinal direction of the
The
薄型電池10は、図1〜図3に各々示すように、発電要素108、正極端子210、負極端子220、上部外装部材106及び下部外装部材107を有する。
発電要素108は、正極板と負極板がセパレータを介在させて交互に積層されて形成された電極群と、電解質とを有する。これら正極板、負極板及びセパレータの枚数は任意であるが、一例としては、正極板3枚、負極板3枚、セパレータ5枚というような構成である。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
The
正極板は、正極端子210まで伸びている正極側集電体の一部の両主面にそれぞれ正極層が形成された構成であり、正極側集電体を介して金属箔製の正極端子210に接続される。なお、正極側集電体は、例えばアルミニウム箔、アルミニウム合金箔、銅箔又はニッケル箔等の電気化学的に安定した金属箔で形成される。また、正極層は、例えばニッケル酸リチウム(LiNiO2)、マンガン酸リチウム(LiMnO2)又はコバルト酸リチウム(LiCoO2)等のリチウム複合酸化物や、カルコゲン(S、Se、Te)化物等の正極活物質と、カーボンブラック等の導電剤と、ポリ四フッ化エチレンの水性ディスパージョン等の接着剤とを混合したもの正極側集電体に塗布し乾燥及び圧延することにより形成される。
The positive electrode plate has a configuration in which positive electrode layers are formed on both main surfaces of a part of the positive electrode side current collector extending to the
負極板は、負極端子220まで伸びている負極側集電体の一部の両主面にそれぞれ負極層が形成された構成であり、負極側集電体を介して金属箔製の負極端子220に接続される。なお、負極側集電体は、例えばニッケル箔、銅箔、ステンレス箔又は鉄箔等の電気化学的に安定した金属箔で形成される。また、負極層は、例えば非晶質炭素、難黒鉛化炭素、易黒鉛化炭素又は黒鉛等のような正極活物質のリチウムイオンを吸蔵及び放出する負極活物質に、有機物焼成体の前駆体材料としてのスチレンブタジエンゴム樹脂粉末の水性ディスパージョンを混合し、乾燥し、粉砕し、炭素粒子表面に炭化したスチレンブタジエンゴムを担持させたものを主材料とする。負極板は、これにアクリル樹脂エマルジョン等の結着剤をさらに混合し、この混合物を負極側集電体に塗布し乾燥及び圧延することにより形成される。
なお、負極活物質として非晶質炭素や難黒鉛化炭素を用いると急激な出力低下がないので、電気自動車の電源として用いる場合等には有利である。
The negative electrode plate has a configuration in which negative electrode layers are formed on both main surfaces of a part of the negative electrode side current collector extending to the
Note that when amorphous carbon or non-graphitizable carbon is used as the negative electrode active material, there is no sudden decrease in output, which is advantageous when used as a power source for an electric vehicle.
セパレータは、正極板と負極板との短絡を防止するもので、電解質を保持する機能を備えているものが好適である。セパレータは、例えばポリエチレン(PE)やポリプロピレン(PP)等のポリオレフィン等から構成される微多孔性膜であり、過電流が流れると、その発熱によって層の空孔が閉塞され電流を遮断する機能も有する。
なお、セパレータは、ポリオレフィン等の単層膜に限られず、ポリプロピレン膜をポリエチレン膜で挟持して形成した3層構造の膜や、ポリオレフィン微多孔膜と有機不織布等を積層した膜等を用いることもできる。このようにセパレータを複層化することで、過電流の防止機能、電解質保持機能及びセパレータの形状維持(剛性向上)機能等の諸機能を付与することができる。
The separator is suitable for preventing a short circuit between the positive electrode plate and the negative electrode plate and having a function of holding an electrolyte. The separator is a microporous film made of polyolefin such as polyethylene (PE) or polypropylene (PP), for example, and when an overcurrent flows, the pores of the layer are blocked by the heat generation and the current is blocked. Have.
The separator is not limited to a single-layer film such as polyolefin, but a film having a three-layer structure formed by sandwiching a polypropylene film with a polyethylene film, or a film in which a polyolefin microporous film and an organic nonwoven fabric are laminated may be used. it can. By forming the separator in multiple layers as described above, various functions such as an overcurrent prevention function, an electrolyte holding function, and a separator shape maintenance (stiffness improvement) function can be provided.
上部外装部材106及び下部外装部材107は、金属箔と、耐電解液性に優れた樹脂により形成された内側樹脂シートと、電気絶縁性に優れた樹脂により形成された表面樹脂シートとの3層構造のラミネートフィルムである。具体的には、内部金属箔としては例えばアルミニウム箔が好適であり、また、外側層としての表面樹脂シートとしては、ナイロン等のポリアミド系樹脂又はポリエステル系樹脂等が好適である。また、内側樹脂シートとしては、例えばポリエチレン、変性ポリエチレン、ポリプロピレン、変性ポリプロピレン又はアイオノマー等が好適である。これらの樹脂は、熱溶着性にも優れているため、上部外装部材106と下部外装部材107とを熱溶着する構成の場合には一層好適である。
The
正極端子210及び負極端子220は、電池内部空間111において正極板及び負極板と各々接続されており、外装材の接合部を介して電池外部に導出している。本実施形態の薄型電池10の正極端子210及び負極端子220は、図1(A)、図2(A)及び図3(A)に示すように、薄型電池10の外部に導出している部分の形態は従来の通常の薄型電池と同じ平板形状である。しかしながら、薄型電池10の内部空間111に延伸している部分は、図1(B)に示すように、その延伸方向にスリット211及び221が形成され、2つの板状部分212と213、及び、222と223とに分離されている。
The
正極端子210及び負極端子220各々の2つの板状部分212と213及び222と223のうち、一方の部分212及び222は、図2(B)及び図3(B)に示すように、電池内部空間111において、薄型電池10の厚さ方向の上方向に階段状に(段差を形成するように)折れ曲がった形状となっており、その階段状(段差状)部分の上面が、上部外装部材106の内壁に接するような構成となっている。
また、正極端子210及び負極端子220各々の2つの板状部分212と213及び222と223のうち、他方の部分213及び223は、図2(B)及び図3(B)に示すように、電池内部空間111において、薄型電池10の厚さ方向の下方向に階段状に折れ曲がった形状となっており、その階段状部分の下面は、下部外装部材107の内壁に接するような構成となっている。
Of the two plate-
Further, of the two plate-
この正極端子210及び負極端子220の形状について、図4を参照してさらに詳細に説明する。
図4は、正極端子210(負極端子220も同一形状)の形状を示す図であり、図4(A)は斜視図であり、図4(B)は上面図であり、図4(C)は側面図であり、図4(D)は外部側から見た背面図である。
図4に示すように、正極端子210は、外部に導出している部分は平板形状であるが、薄型電池10の内部空間111に延伸する部分には、その延伸方向にスリット211が形成されて2つの板状部分212と213とに分離されている。そして、分離された一方の板状部分212は、薄型電池10に装着された時に厚さ方向上方向に階段状に折れ曲がった形状となっており、他方の板状部分213は、正極端子210が薄型電池10に装着された時に厚さ方向下報告に階段状(段差状)に折れ曲がるような形状となっている。実際には、厚さ方向に折れ曲がった部分に若干の傾斜がついており、図4(A)又は図4(C)に示すような「Y」字形状の部材となっている。
このような正極端子210(負極端子220)において、上方向の凸部分212と下方向の凸部分213との間隔、すなわち凸部分212と凸部分213の先端同士の寸法で規定される正極端子210の厚みは、これを装着する薄型電池10の発電要素108の厚みとほぼ同等か、若干厚い程度である。
に形成する。
The shapes of the
4A and 4B are diagrams illustrating the shape of the positive electrode terminal 210 (the
As shown in FIG. 4, the
In such a positive electrode terminal 210 (negative electrode terminal 220), the
To form.
このような、正極端子210及び負極端子220を、図1〜図3に示すような形態で薄型電池10に装着した場合の作用について、図5を参照して説明する。
図5は、正極端子210が薄型電池10に設置されている状態を示す図である。
図5に示すように、正極端子210の上側段差部212と下側段差部213により形成される厚さは、前述したように、発電要素108の厚さとほぼ等しく形成されており、また、これにより上側段差部212は上部外装部材106の内壁に、下側段差部213は下部外装部材107の内壁に、各々接触した状態に形成される。
その結果、正極端子210は、上部外装部材106及び下部外装部材107によりその位置や姿勢が保持されており、発電要素108あるいは上部外装部材106及び下部外装部材107の上下面との平行度を維持することができる。また、薄型電池10の厚さ方向における外部導出部215の位置をも高精度に維持することができる。
The operation when the
FIG. 5 is a diagram illustrating a state where the
As shown in FIG. 5, the thickness formed by the
As a result, the position and orientation of the
正極端子を単なる板状部材で構成した場合には、外装材の可とう性が高いために、端子を平行に維持するのが難しく、端子の位置を高精度に保つことが難しく、また、端子と電極板との接続部に負荷がかかることとなっていたが、本実施形態のような構成とすれば、そのような課題がいずれも解決できる。 When the positive electrode terminal is composed of a simple plate-like member, it is difficult to maintain the terminals in parallel because the flexibility of the exterior material is high, and it is difficult to maintain the position of the terminals with high accuracy. A load is applied to the connection portion between the electrode plate and the electrode plate. However, the configuration as in the present embodiment can solve all such problems.
なお、正極端子210及び負極端子220は、電気化学的に安定した金属材料であれば特に限定されないが、正極端子210としては、正極側集電体と同様に例えばアルミニウム箔、アルミニウム合金箔、銅箔又はニッケル箔等を挙げることができる。また、負極端子220としては、上述の負極側集電体と同様に、例えばニッケル箔、銅箔、ステンレス箔又は鉄箔等を挙げることができる。
The
第2実施形態
本発明の第2実施形態の薄型電池について、図6〜図9を参照して説明する。
図6(A)は、その薄型電池20の上面図であり、図6(B)はその透視図である。
また、図7は薄型電池20の長手方向の側面透視図であって図6(A)のA−Aにおける断面図であり、図8は薄型電池20の短手方向の側面透視図であり、図6(A)のB−Bにおける断面図である。
第2実施形態の薄型電池20の基本的な構成は、第1実施形態の薄型電池10と同じであり、本発明に係る正極端子及び負極端子の形態のみが異なる。従って、以下の説明においては、その相違点たる正極端子及び負極端子の形態について主に説明し、第1実施形態の薄型電池10と同一の構成部については、同一の符号を付するとともに、その説明は省略する。
Second Embodiment A thin battery according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
6A is a top view of the
7 is a side perspective view of the
The basic configuration of the
薄型電池20は、図6に示すように、発電要素108、正極端子230、負極端子240、上部外装部材106及び下部外装部材107を有する。
発電要素108は、第1実施形態の薄型電池10と同様に、正極板と負極板がセパレータを介在させて交互に積層されて形成された電極群と電解質とを有する。
As shown in FIG. 6, the
As in the
正極端子230及び負極端子240は、電池内部空間111において正極板及び負極板と各々接続され、外装材の接合部を介して電池外部に導出している。本実施形態の薄型電池20においても、正極端子230及び負極端子240の電池20から外部に導出している導出部250は、図6(A)及び図7に示すように、従来の薄型電池と同じ平板形状である。しかしながら、薄型電池20の内部空間111に延伸している部分は、図7に示すように、薄型電池20の厚さ方向上下に波打った形状となっている。
The
この正極端子230及び負極端子240の形状について、図9を参照してさらに詳細に説明する。
図9は、正極端子230(負極端子240も同一形状)の形状を示す図であり、図9(A)は斜視図であり、図9(B)は上面図であり、図9(C)は側面図であり、図9(D)は外部側から見た背面図である。
図9に示すように、正極端子230は、外部に導出している部分235は平板形状であるが、薄型電池20の外部から内部に向かって外装材との溶着領域を過ぎた箇所から、薄型電池20の厚み方向上方に屈曲し、所定の高さまで上昇している。そして、所定の高さの位置(頂部231)まで達したら、次に、ほぼ180度屈曲して、薄型電池20の厚み方向下方に延伸し、所定の高さの位置(底部232)まで下がっている。そして、その低部232においてほぼ90度屈曲して、正極端子230の縁部までの端部が、導出部235と平行な形態と、換言すれば、下部外装部材107の下内壁に沿って配置されるように発電要素108の極板と平行な形態となっている。
The shapes of the
FIG. 9 is a diagram showing the shape of the positive electrode terminal 230 (the
As shown in FIG. 9, in the
この際、正極端子230の、最も高い位置である頂部231と、最も低い位置である低部232との間隔、すなわち正極端子230の高さは、発電要素108の高さとほぼ同じか、発電要素108よりも若干高い高さとする。
At this time, the distance between the
このような、正極端子230及び負極端子240を薄型電池20に適用すると、図6〜図8に示すように、正極端子230の波打った形状により形成される正極端子230の厚さが前述したように発電要素108の厚さとほぼ等しく形成されているため、頂部231は上部外装部材106の内壁に、底部232は下部外装部材107の内壁に、各々接触した状態に形成される。
その結果、正極端子230は、上部外装部材106及び下部外装部材107によりその位置や姿勢が保持され、発電要素108あるいは上部外装部材106及び下部外装部材107の上下面との平行度を維持することができる。また、薄型電池10の厚さ方向における外部導出部235の位置をも高精度に維持することができる。
すなわち、このような構成によっても、第1実施形態の薄型電池10と同様の効果が得られる。
When the
As a result, the position and orientation of the
That is, even with such a configuration, the same effect as the
第3実施形態及び第4実施形態
前述した第1実施形態及び第2実施形態において2種類の形状の正極端子及び負極端子を例示したが、本発明に係る電池を構成するための正極端子及び負極端子としては、さらに種々の形状が考えられる。ここではさらに2種類の形状を第3実施形地及び第4実施形態として示す。
なお、電池本体の構成や作用、及び、正極端子や負極端子の実装方法は前述した各実施形態と同じなのでここでは説明を省略する。以下、正極端子(負極端子も同じ形状)の形状についてのみ図面を説明する。
Third Embodiment and Fourth Embodiment In the first embodiment and the second embodiment described above, the positive electrode terminal and the negative electrode terminal having two types of shapes are exemplified, but the positive electrode terminal and the negative electrode for constituting the battery according to the present invention. As the terminal, various shapes can be considered. Here, two types of shapes are shown as the third embodiment and the fourth embodiment.
Note that the configuration and operation of the battery main body and the method of mounting the positive electrode terminal and the negative electrode terminal are the same as those in the above-described embodiments, and thus the description thereof is omitted here. Hereinafter, only the shape of the positive electrode terminal (the negative electrode terminal has the same shape) will be described.
図10は、第3実施形態としての正極端子250の構成を示す図であり、図10(A)は斜視図であり、図10(B)は上面図であり、図10(C)は側面図であり、図10(D)は外部側から見た背面図である。
図10に示すように、正極端子250は、電池から外部に導出する導出部255は通常の電池と同じく平板形状であるが、外装材との溶着部を介して電池の内部空間に配置されるあたりに、図10(B)に示すような開口(スリット)251が形成されている。そして、そのスリット251で分離される2つの部分252及び253のうち、一方の部分252は、薄型電池の厚さ方向上向きに山型に突出した凸部を形成しており、他方の部分253は、薄型電池の厚さ方向下向きに山型に突出した凸部を形成している。
スリット251が終了した付近で、これら上向き凸部と、下向き凸部は導出部255と同じ高さになり、再び一体の部材254として、薄型電池の内部空間に延伸している。
FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration of a
As shown in FIG. 10, in the
In the vicinity of the end of the
このような正極端子250において、上方向への凸部252と下方向への凸部分253との間隔、すなわち正極端子250の厚みは、これを装着する薄型電池の発電要素108の厚みとほぼ同等あるいはわずかに発電要素より厚めに形成する。
そして、このような正極端子250及び同じ形状の負極端子を薄型電池に適用すると、正極端子250の厚さは前述したように発電要素の厚さとほぼ等しく形成されているため、上方向への凸部252の頂部は薄型電池の上部外装部材の内壁に、下方向への凸部253の頂部は下部外装部材の内壁に、各々接触した状態に形成される。
その結果、正極端子250は、上部外装部材及び下部外装部材によりその位置や姿勢が保持され、発電要素あるいは上部外装部材及び下部外装部材の上下面との平行度を維持することができる。また、薄型電池の厚さ方向における外部導出部255の位置をも高精度に維持することができる。
In such a
Then, when such a
As a result, the position and posture of the
図11は、第4実施形態としての正極端子260の構成を示す図であり、図11(A)は斜視図であり、図11(B)は上面図であり、図11(C)は側面図であり、図11(D)は外部側から見た背面図である。
図11に示すように、正極端子260は、図9を参照して前述した第2実施形態の薄型電池20の正極端子230とほぼ同じ形状である。すなわち、外部に導出している部分265は平板形状であるが、薄型電池の外部から内部に向かって外装材との溶着領域を過ぎた箇所から、薄型電池の厚み方向上方に屈曲し、所定の高さまで上昇している。そして、所定の高さの位置(頂部261)まで達したら、次に、ほぼ180度屈曲して、薄型電池の厚み方向下方に延伸し、所定の高さの位置(底部262)まで下がっている。そして、その後第4実施形態の正極端子260においては、その低部262において、再度、ほぼ180度屈曲して薄型電池の厚み方向上方に延伸し、薄型電池の厚み方向のほぼ中心付近で今度はほぼ90度屈曲して、正極端子260の縁部までの端部が、導出部235と平行に薄型電池の内部空間111に延伸している。
FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration of a
As shown in FIG. 11, the
このような正極端子260の厚みは、これを装着する薄型電池の発電要素108の厚みとほぼ同等あるいはわずかに発電要素より厚めに形成する。
そして、このような正極端子260及び同形状の負極端子を薄型電池に適用すると、正極端子260の波打った形状により形成される正極端子の厚さが前述したように発電要素の厚さとほぼ等しく形成されているため、頂部261は上部外装部材の内壁に、底部262は下部外装部材の内壁に、各々接触した状態に形成される。
その結果、正極端子260は、上部外装部材及び下部外装部材によりその位置や姿勢が保持され、発電要素あるいは上部外装部材及び下部外装部材の上下面との平行度を維持することができる。また、薄型電池の厚さ方向における外部導出部の位置をも高精度に維持することができる。
The thickness of the
When such a
As a result, the position and posture of the
第5実施形態
本発明の第5実施形態として、第1実施形態の薄型電池10を組み合わせて構成した組電池について図12〜図14を参照して説明する。
図12その組電池50の上面透視図であり、図13はその組電池50の側面透視図であり、図14は図12のC−Cにおける断面図である。
図13に示すように、4枚の単電池(薄型電池)10は積層されて、拘束板51により挟まれ、ボルト52により締められて固定されている。隣接する薄型電池10間では図13に示すように順次端子が接続されて、最上部の正極端子210又は負極端子220と、最下部の薄型電池10の負極端子220又は正極端子210が、組電池50の電極端子53及び54として組電池50から導出している。
Fifth Embodiment As a fifth embodiment of the present invention, an assembled battery configured by combining the
12 is a top perspective view of the assembled
As shown in FIG. 13, four unit cells (thin batteries) 10 are stacked, sandwiched between restraining
このような組電池においては、ボルト52により印加される力は拘束板51を介して電池積層体に伝わり、各電池を所定の圧力で押圧する。従来の通常の薄型電池においては、この圧力は各電池の極板部分(電極積層体部分)に作用することになっていたため、電極部分に適度な圧力が印加されるようにするためには、ボルト52による締め付け圧力の管理、すなわちトルク管理が必要となっていた。
しかし、図12〜図14に示したような組電池50においては、ボルト52による圧力は、端子部分と極板部分とに印加されることになり、また、特に各電池10の端子部分(各電池10の正極端子210及び負極端子220)の厚みを電極部分の厚みよりもわずかに大きくしてあることにより、1次的にはその圧力はほとんどが端子部分に印加されることになる。従って、ボルト52の締め付け方、トルク管理が容易になり、極板部分への荷重に適正な荷重をかけることが容易にできるようになる。具体的には、ボルト52を締めこむことにより圧力を増加させ、端子部分が極板部分の厚さと同じか、若干それ以下となるように拘束板51をたわませることにより、極板部分へ適正な荷重をかけることができる。
In such an assembled battery, the force applied by the
However, in the assembled
第6実施形態
本発明の第6実施形態について、図15を参照して説明する。
前述した実施形態の薄型電池及び組電池に使用される薄型電池は、いずれも、正極端子及び負極端子の凸部が薄型電池の内部空間に存在し、その凸部が上部及び下部の外装材内壁に当接あるいは接触する構成であった。しかしながら、薄型電池の外部に外装材に相当するような電池の幅方向の厚みを規定する部材が存在する場合には、そのような部材に凸部を当接あるいは接触させるような構成であってもよい。
そのような構成例を、本発明の第6実施形態として示す。
Sixth Embodiment A sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
As for the thin battery used for the thin battery and assembled battery of embodiment mentioned above, as for all, the convex part of a positive electrode terminal and a negative electrode terminal exists in the internal space of a thin battery, and the convex part is the exterior material inner wall of the upper part and the lower part It was the structure which contact | abutted or contacted. However, when there is a member that regulates the thickness in the width direction of the battery, which corresponds to the exterior material, outside the thin battery, the configuration is such that the convex portion comes into contact with or comes into contact with such a member. Also good.
Such a configuration example is shown as a sixth embodiment of the present invention.
図15は、そのような薄型電池を用いた組電池60を示す図である。
組電池60は、4枚の単電池(薄型電池)30を樹脂製の絶縁プレート55で挟んで積層し、この全体をさらに拘束板51で挟んでボルト52により固定した構成である。各組電池50は、極板積層部を含む発電要素108、上部外装部材106及び下部外装部材107とともに、正極端子270及び負極端子280を有する。この4個の薄型電池30が順次交互に接続されて、1つの組電池60を構成している。
この薄型電池30において、正極端子270(負極端子280も同形状)は、図15よりその側面形状が明らかなように、薄型電池30の内部空間111、及び、上部外装部材106及び下部外装部材107に挟まれて熱溶着されている部分については、従来の薄型電池と同様に単純な平板構成である。しかしながら、薄型電池30から導出した部分において、正極端子270及び負極端子280は、薄型電池30の上下に配置されている絶縁プレート55に達するような凸部が形成されている。薄型電池30の正極端子270及び負極端子280は、図10を参照して前述した正極端子250と同様の形状であって、中央にスリットを設けてその左右両側の一方を上方向への凸部、他方を下方向への凸部として形成されたものである。その上方向凸部及び下方向凸部で規定される正極端子270及び負極端子280の厚みは、薄型電池30の極板積層部の厚みとほぼ同じか若干厚く形成する。なお、正極端子270及び負極端子280は、その凸部のさらに先(電池から外側方向)において、再度平板形状となり、次の薄型電池30の端子に接続されている。
FIG. 15 is a diagram showing an assembled
The assembled
In the
このような正極端子270及び負極端子280を具備した薄型電池30においては、正極端子270及び負極端子280の凸部が全体として薄型電池30の厚さとほぼ等しく形成されているため、各凸部は薄型電池30の上下に配置されている絶縁プレート55に当接あるいは接触した状態に形成される。その結果、正極端子270及び負極端子280は絶縁プレート55によりその位置や姿勢が保持され、薄型電池30の電極板との平行度を維持することができ、薄型電池の厚さ方向における外部導出部の位置を高精度に維持することができる。
In the
また、このような組電池30においては、ボルト52により印加される力は拘束板51を介して端子部分と極板部分とに印加されることになる。また、特に各電池30の正極端子270及び負極端子280の厚みを電極部分の厚みよりもわずかに大きくしてあることにより、1次的にはその圧力はほとんどが端子部分に印加されることになる。従って、ボルト52の締め付け方、トルク管理が容易になり、極板部分への荷重に適正な荷重をかけることが容易にできるようになる。
In such an assembled
なお、本実施の形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって本発明を何ら限定するものではない。本実施の形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含み、また任意好適な種々の改変が可能である。 In addition, this Embodiment was described in order to make an understanding of this invention easy, and does not limit this invention at all. Each element disclosed in the present embodiment includes all design changes and equivalents belonging to the technical scope of the present invention, and various suitable modifications are possible.
10,20,30…薄型電池
106…上部外装部材
107…下部外装部材
108…発電要素
111…内部空間
210,230,250,260…正極端子
220,240…負極端子
211,221,251…スリット
212,213,222,223…板状部分
215,225,235,245,255,265…外部導出部
231,252,261…上頂部(上方凸部)
232,253,262…下底部(下方凸部)
222,223…板状平板部
50,60…組電池
51…拘束板
52…ボルト
53,54…電極端子
55…絶縁プレート
DESCRIPTION OF
232, 253, 262 ... lower bottom (lower convex part)
222, 223 ... plate-like
Claims (6)
前記端子は、当該薄型電池の厚み方向の両側に各々凸状に形成された凸部を有することを特徴とする電池。 A thin battery in which a power generation element is covered and accommodated by an exterior material, and a terminal connected to the power generation element is derived from a peripheral portion of the exterior material,
The battery is characterized in that the terminal has convex portions formed on both sides in the thickness direction of the thin battery.
前記電池積層体に厚み方向の圧力を印加して当該電池積層体を一体的に固定保持する保持部材と
を有する組電池。 A battery laminate in which a plurality of the batteries according to any one of claims 1 to 5 are laminated,
A battery assembly comprising: a holding member that applies a pressure in a thickness direction to the battery stack to integrally fix and hold the battery stack.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005233607A JP2007048668A (en) | 2005-08-11 | 2005-08-11 | Battery and battery pack |
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| JP2007048668A true JP2007048668A (en) | 2007-02-22 |
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| JP (1) | JP2007048668A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008243411A (en) * | 2007-03-26 | 2008-10-09 | Hitachi Vehicle Energy Ltd | Sealed secondary battery |
| US8974926B2 (en) | 2010-11-19 | 2015-03-10 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Secondary battery |
| JP2016025012A (en) * | 2014-07-23 | 2016-02-08 | 日産自動車株式会社 | Battery assembly and tab joining method |
| JP2016025014A (en) * | 2014-07-23 | 2016-02-08 | 日産自動車株式会社 | Assembled battery |
-
2005
- 2005-08-11 JP JP2005233607A patent/JP2007048668A/en active Pending
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| JP2016025012A (en) * | 2014-07-23 | 2016-02-08 | 日産自動車株式会社 | Battery assembly and tab joining method |
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