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JP2018006120A - 蓄電装置 - Google Patents

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JP2018006120A JP2016130331A JP2016130331A JP2018006120A JP 2018006120 A JP2018006120 A JP 2018006120A JP 2016130331 A JP2016130331 A JP 2016130331A JP 2016130331 A JP2016130331 A JP 2016130331A JP 2018006120 A JP2018006120 A JP 2018006120A
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Abstract

【課題】容易にタブ群とケースを絶縁できる蓄電装置を提供すること。【解決手段】二次電池10は、第1の絶縁カバー81を備える。第1の絶縁カバー81は、正極導電部材51の電極接合部51aと蓋部材15とを絶縁する第1壁絶縁部82、及び両極のタブ群36の積層方向の一端側とケース部材14を絶縁する第1タブ絶縁部83、及びホルダ40に係止する第1係止爪85aを有する。二次電池10は、第2の絶縁カバー91を備える。第2の絶縁カバー91は、負極導電部材52の電極接合部52aと蓋部材15とを絶縁する第2壁絶縁部92、及び両極のタブ群36の積層方向の他端側とケース部材14を絶縁するに第2タブ絶縁部93、及び負極導電部材52の端子接続部52bに係止する第2係止爪96aを有する。【選択図】図1

Description

本発明は、絶縁カバーを有する蓄電装置に関する。
EV(Electric Vehicle)やPHV(Plug in Hybrid)などの車両には、走行用モータへの供給電力を蓄える蓄電装置としての二次電池が搭載されている。一般に、二次電池は、電極組立体を収容するケースを備え、そのケース内に電極組立体が収容されている。そして、二次電池からの電力の取り出しは、電極組立体の正極電極及び負極電極に、導電部材を介して接続された電極端子を通して行われている。
電極組立体には、例えば、複数の正極電極と複数の負極電極との間にセパレータを介在させた状態で積層した積層型の電極組立体がある。
一般に、二次電池のケースには耐久性に優れるアルミニウム等の金属製ケースが多用されている。金属製のケースと電極組立体を絶縁するため、電極組立体とケースの間には絶縁フィルムが配置されている。
特許文献1に開示の蓄電装置においては、正極集電部材(導電部材)及び負極集電部材(導電部材)における集電群(タブ群)との接続面が電極組立体と対向するように正極集電部材及び負極集電部材を配設している。ケース内では、断面U字状の絶縁カバーが、正極集電部材及び負極集電部材とケースの端子壁(蓋部材)との間に配設されるとともに、対向面と蓋部材とを離間させている。
再公表WO2013/157433号公報
ところで、二次電池の製造方法の一つに、蓋部材に電極端子を固定し、かつ電極端子に導電部材を接合して、蓋部材、電極端子及び導電部材をユニット化した蓋端子組立体を予め組み立ておく方法がある。この方法では、蓋端子組立体の導電部材と、電極組立体のタブ群とを接合した後に、電極組立体をケース部材に挿入して、蓋部材をケース部材に固定する。
この方法では、電極端子を導電部材に接合した後に、特許文献1に開示のような断面U字状の絶縁カバーを装着することはできず、タブ群の最外層とケースとを絶縁するには、絶縁フィルムを電極組立体の活物質層だけでなくタブ群の位置まで配置しなければならない。よって、蓋端子組立体を用いて製造される二次電池において、タブ群の最外層とケースとを絶縁するには、電極端子を導電部材に接合する前に断面U字状の絶縁カバーを装着することになり組立工程の削減が求められる。
本発明の目的は、容易にタブ群とケースを絶縁できる蓄電装置を提供することにある。
上記問題点を解決するための蓄電装置は、シート状の正極と負極の電極が絶縁された状態で交互に積層された電極組立体と、前記電極の一辺の一部から突出した形状のタブが同じ極性同士で積層されたタブ群と、前記電極組立体及び前記タブ群を収容するケース部材、及び該ケース部材の開口部を閉塞する蓋部材を有するケースと、前記蓋部材に固定され、前記蓋部材から前記電極組立体に向けて突出した基部を備えた一対の電極端子と、前記蓋部材と、該蓋部材に対峙した前記電極組立体の端面との間に配置された一対の導電部材と、前記蓋部材と前記電極端子の前記基部とを絶縁するホルダと、前記電極の積層された方向を積層方向とした場合、一方の前記導電部材と前記蓋部材とを絶縁する第1壁絶縁部、両極のタブ群の前記積層方向の一端側と前記ケース部材を絶縁する第1タブ絶縁部、及び前記一方の導電部材又は前記ホルダに係止する第1係止爪を有する第1の絶縁カバーと、他方の前記導電部材と前記蓋部材とを絶縁する第2壁絶縁部、両極のタブ群の前記積層方向の他端側と前記ケース部材を絶縁する第2タブ絶縁部、及び前記他方の導電部材又は前記ホルダに係止する第2係止爪を有する第2の絶縁カバーと、を備えることを要旨とする。
これによれば、蓄電装置の製造方法の一つに、蓋部材に電極端子を固定し、電極端子に導電部材を接合して、蓋端子組立体を予め製造した後、導電部材にタブ群を接合して、蓋端子組立体と電極組立体を一体化した後、電極組立体をケース部材内に収容する方法がある。
この方法では、蓋端子組立体が製造された後、第1の絶縁カバーの第1壁絶縁部を、積層方向一端側から蓋部材と一方の導電部材との間に挿入し、第2の絶縁カバーの第2壁絶縁部を、積層方向他端側から蓋部材と他方の導電部材との間に挿入する。すると、一対の絶縁カバーが蓋端子組立体に組付けられる。そして、導電部材又はホルダに対する係止爪の係止により、電極組立体における積層方向に沿って両絶縁カバーが互いに離れる方向へ移動することを抑制できる。
蓄電装置において、蓋部材と一方の導電部材は第1壁絶縁部で絶縁され、蓋部材と他方の導電部材は第2壁絶縁部で絶縁される。また、両極のタブ群の積層方向一端側の最外層は第1タブ絶縁部でケース部材と絶縁され、両極のタブ群の積層方向他端側の最外層は第2タブ絶縁部でケース部材と絶縁される。よって、蓋端子組立体の組立後に絶縁カバーを装着して製造される蓄電装置であっても、タブ群の最外層をケース部材と絶縁することができ、その絶縁のための工程を増やさずに絶縁できる。
また、蓄電装置について、前記一対の導電部材の並ぶ方向を並設方向とし、前記並設方向に対向した前記導電部材の対向面を各導電部材の先端面とすると、前記第1の絶縁カバーは、一方の前記導電部材の前記先端面に当接する当接面を備え、前記第2の絶縁カバーは他方の前記導電部材の前記先端面に当接する当接面を備えていてもよい。
これによれば、導電部材は、蓋部材に固定されており、移動不能である。この導電部材の先端面に対し、各絶縁カバーの当接面を当接させることで、各絶縁カバーの並設方向への移動を抑制できる。積層方向への各絶縁カバーの移動は、係止爪の係止によって抑制できる。よって、導電部材の先端面と絶縁カバーの当接面との当接、及び係止爪の係止によって、積層方向及び並設方向の両方向への各絶縁カバーの移動を抑制できる。
また、蓄電装置について、前記第1の絶縁カバーは、一方の導電部材と接合された前記基部を前記電極組立体と絶縁する第1端子絶縁部を備え、前記第2の絶縁カバーは、他方の導電部材と接合された前記基部を前記電極組立体と絶縁する第2端子絶縁部を備えていてもよい。
これによれば、第1の絶縁カバーを電極組立体に装着することで、一方の導電部材と両極のタブ群だけでなく、一方の電極端子を電極組立体から絶縁できる。また、第2の絶縁カバーを電極組立体に装着することで、他方の導電部材と両極のタブ群だけでなく、他方の電極端子を電極組立体から絶縁できる。
前記蓄電装置は二次電池である。
本発明によれば、容易にタブ群とケースを絶縁できる。
実施形態の二次電池を示す分解斜視図。 実施形態の二次電池を示す斜視図。 第1の絶縁カバーと第2の絶縁カバーを組付けた状態を示す斜視図。 蓋端子組立体を示す斜視図。 蓋端子組立体を示す平面図。 第1の絶縁カバーと第2の絶縁カバーを蓋端子組立体に装着する斜視図。 図2の7−7線断面図。 別例を示す平面図。
以下、蓄電装置を二次電池に具体化した一実施形態を図1〜図7にしたがって説明する。
図1又は図2に示すように、蓄電装置としての二次電池10はケース11を備え、ケース11には電極組立体12が収容されている。ケース11は、四角箱状のケース部材14と、このケース部材14の開口部14aを閉塞する矩形平板状の蓋部材15とを有している。なお、本実施形態の二次電池10はリチウムイオン電池である。
電極組立体12は、シート状の複数の正極電極21とシート状の複数の負極電極31とを備え、正極電極21と負極電極31とは異なる極性の電極である。詳細に図示しないが、正極電極21は、正極金属箔(本実施形態ではアルミニウム箔)と、その正極金属箔の両面に存在する正極活物質層とを有する。負極電極31は、負極金属箔(本実施形態では銅箔)と、その負極金属箔の両面に存在する負極活物質層とを有する。そして、電極組立体12は、複数の正極電極21と複数の負極電極31の間にこれらを絶縁するセパレータ24を介在させて層状とした積層型である。正極電極21と負極電極31が積層された方向を電極組立体12の積層方向とする。
正極電極21は、正極電極21の一辺21aの一部から突出した形状のタブ25を有する。負極電極31は、負極電極31の一辺31aの一部から突出した形状のタブ35を有する。複数の正極のタブ25、及び複数の負極のタブ35は、正極電極21及び負極電極31が積層された状態で、正極のタブ25と負極のタブ35とが重ならない位置にそれぞれ設けられている。
電極組立体12は、端面としてのタブ側端面12bを備える。タブ側端面12bは、正極電極21の一辺21a、負極電極31の一辺31a、及びセパレータ24の一辺を寄せ集めて形成されている。電極組立体12を構成する各正極電極21は、それぞれのタブ25が積層方向に沿って列状に配置されるように積層される。同様に、電極組立体12を構成する各負極電極31は、それぞれのタブ35が積層方向に沿って列状に配置されるように積層される。
二次電池10は、タブ側端面12bから突出した正極のタブ群36を有し、このタブ群36は、全ての正極のタブ25を電極組立体12における積層方向の一端側に寄せ集め、積層して構成されている。また、二次電池10は、タブ側端面12bから突出した負極のタブ群36を有し、このタブ群36は、全ての負極のタブ35を電極組立体12における積層方向の一端側に寄せ集め、積層して構成されている。
二次電池10では、ケース11に収容された各タブ群36、及び電極組立体12のタブ側端面12bに対し、ケース11の蓋部材15の内面15dが対峙している。蓋部材15の内面15dと、電極組立体12のタブ側端面12bとを最短距離で結ぶ方向を対向方向Zとする。
正極のタブ群36には、電極組立体12と、後述の正極端子構造16とを電気的に接続するための正極導電部材51が接合されている。また、負極のタブ群36には、電極組立体12と、後述の負極端子構造17とを電気的に接続するための負極導電部材52が接合されている。蓋部材15の内面15dと電極組立体12のタブ側端面12bとの間には、正極導電部材51及び負極導電部材52が配置されている。なお、正極導電部材51と負極導電部材52がタブ側端面12bに沿って並設された方向を並設方向Xとする。
正極導電部材51は、タブ群36と接合された平板状の電極接合部51aを長手方向一端側に備える。また、正極導電部材51は、後述の正極引出端子60と接続される平板状の端子接続部51bを長手方向他端側に備え、電極接合部51aと端子接続部51bは長手方向に連続している。
負極導電部材52は、タブ群36と電気的に接合された平板状の電極接合部52aを長手方向一端側に備える。また、負極導電部材52は、後述の負極引出端子61と電気的に接合された端子接続部52bを長手方向他端側に備え、電極接合部52aと端子接続部52bは長手方向に連続している。電極接合部52aは、端子接続部52bと比較すると、負極導電部材52の短手方向に沿う寸法が小さい形状であり、蓋部材15の短手方向に沿う寸法より小さい。
次に、正極端子構造16及び負極端子構造17を説明する。なお、正極端子構造16と負極端子構造17は、電流遮断機構を除いて基本的に同じ構成であるため、共通の部材については、同じ部材番号を使用して説明する。
まず、正極端子構造16及び負極端子構造17を設けるための蓋部材15の構成について説明する。蓋部材15は、ケース11の外側に臨む外面15c及びケース11の内側に臨む内面15dを有し、蓋部材15において、外面15cと内面15dを最短距離で結ぶ方向を厚み方向とする。蓋部材15は、長手方向の両端部に挿通孔15eを備える。各挿通孔15eは、蓋部材15を厚み方向に貫通する。
正極端子構造16及び負極端子構造17は、蓋部材15の外面15cに配置された外側絶縁部材57を備える。この外側絶縁部材57は、正極の外部接続端子66及び正極引出端子60と、蓋部材15とを絶縁し、負極の外部接続端子66及び負極引出端子61と、蓋部材15とを絶縁する。外側絶縁部材57は合成樹脂製である。外側絶縁部材57は、蓋部材15の外面15cから見て矩形状である。外側絶縁部材57の表面57cと裏面57aとを結ぶ方向を厚み方向とする。
外側絶縁部材57は、長手方向の一端寄りに回り止め部58を備える。回り止め部58は、表面57cから裏面57aに向けて四角形状に凹んだ形状である。外側絶縁部材57は、長手方向の他端寄りに挿通孔57dを備える。挿通孔57dは、蓋部材15の挿通孔15eと一致した位置にある。
正極端子構造16及び負極端子構造17は、蓋部材15の外側に配置された外部接続端子66を備え、この外部接続端子66は蓋部材15の外側で、二次電池10同士を電気的に接続するバスバーを固定可能とする。外部接続端子66は金属製である。この外部接続端子66は、角柱状のボルト頭部67と、外部接続端子66の軸方向に沿ってボルト頭部67の一端面から突出した形状の軸部68と、ボルト頭部67の他端面から突出した形状の係合凸部69とを、備える。軸部68には、バスバー締結用のナットが螺合可能である。
係合凸部69は軸方向に見て四角形状である。係合凸部69の四つの外側面を結んで形成される四角形状は、外側絶縁部材57の回り止め部58の四つの内側面を結んで形成される四角形状と相似である。そして、外部接続端子66の係合凸部69は、外側絶縁部材57の回り止め部58内に挿入されている。係合凸部69の四つの外側面は、回り止め部58の四つの内側面に接触し、係止している。この接触により、外部接続端子66は、外側絶縁部材57の表面57cに沿う方向への移動が抑制され、特に、外側絶縁部材57の表面57cでの回転が抑制されている。
正極端子構造16は、電極組立体12の正極のタブ群36と正極導電部材51を介して電気的に接続された電極端子としての正極引出端子60を備える。負極端子構造17は、電極組立体12の負極のタブ群36と負極導電部材52を介して電気的に接続された電極端子としての負極引出端子61を備える。
正極引出端子60は、後述の端子接続部材44と電気的に接続される接続用軸部60aと、正極導電部材51の端子接続部51bと電気的に接続される基部60bと、基部60bから突出したカシメ部(図示せず)とを軸方向に連続して備える。なお、端子接続部材44は、長手方向の一端側に、外部接続端子66と接続される接続片46を備え、長手方向の他端側に固定片47を備える。端子接続部材44は、接続片46を厚み方向に貫通する貫通孔46aを備え、この貫通孔46aには外部接続端子66の軸部68が挿通されている。また、端子接続部材44は、固定片47を厚み方向に貫通する挿通孔47aを備える。
正極引出端子60の基部60bは、蓋部材15の内面15dからケース11内に突出して配置されているとともに、接続用軸部60aは、ホルダ40の挿通孔40a、蓋部材15の挿通孔15e、外側絶縁部材57の挿通孔57d及び端子接続部材44の挿通孔47aを貫通している。また、カシメ部は、正極導電部材51を貫通して、電極組立体12側に突出している。カシメ部はカシメられて端子接続部51bに接している。
正極端子構造16は、Oリング73を有し、このOリング73には、正極引出端子60の接続用軸部60aが挿通され、かつ基部60bに支持されている。正極端子構造16は、接続用軸部60aが挿通された前述のホルダ40を有する。蓋部材15の短手方向に沿うホルダ40の寸法は、同じく短手方向に沿う正極導電部材51の寸法より大きい。このため、ホルダ40は、蓋部材15の短手方向に沿って正極導電部材51よりも突出している。
ホルダ40の内側には、端子接続部51bに支持されたOリング73が配置されている。端子接続部材44の挿通孔47aを貫通した接続用軸部60aと、端子接続部51bを貫通したカシメ部とが軸方向にカシメられることにより、接続用軸部60aとカシメ部によって、正極導電部材51、ホルダ40、蓋部材15、外側絶縁部材57、及び端子接続部材44の固定片47が挟持されている。この挟持により、正極引出端子60が蓋部材15に固定されている。Oリング73は、蓋部材15の内面15dのうち挿通孔15eの周囲に密接し、蓋部材15の挿通孔15eをシールしている。
また、図2に示すように、正極引出端子60の接続用軸部60aの先端部は、端子接続部材44における固定片47の表面に係止するとともに、この係止によって正極引出端子60と端子接続部材44が電気的に接続されている。また、正極引出端子60の基部60bは、正極導電部材51の端子接続部51bに接触し、この接触によって、正極引出端子60と正極導電部材51が電気的に接続されている。
図1に示すように、負極端子構造17において、負極引出端子61は、負極の端子接続部材44と電気的に接続される接続用軸部62と、負極導電部材52の端子接続部52bと電気的に接続される基部63とを軸方向に連続して備える。負極引出端子61の接続用軸部62は、ホルダ40の挿通孔40a、蓋部材15の挿通孔15e、外側絶縁部材57の挿通孔57d及び端子接続部材44の挿通孔47aに挿通されている。
負極引出端子61の基部63は、四角板状である。基部63は、正極側の基部60bよりもサイズが大きい。基部63の外形形状は、負極引出端子61を軸方向から見て四角形状である。負極端子構造17は、Oリング73を有し、このOリング73には接続用軸部62が挿通され、かつ基部63に支持されている。負極端子構造17は、接続用軸部62が挿通された筒状のホルダ40を有する。ホルダ40の内側には、基部63に支持されたOリング73が配置されている。そして、ホルダ40は、蓋部材15と、負極引出端子61の基部63との間に介在し、蓋部材15と基部63との接触を規制するとともに、蓋部材15と負極引出端子61とを絶縁する。また、負極のホルダ40は、基部63の外周面を覆い、ケース11から負極引出端子61を絶縁する。
図2に示すように、負極端子構造17において、端子接続部材44の挿通孔47aを貫通した接続用軸部62の先端部が軸方向にカシメられることにより、接続用軸部62と基部63によって、ホルダ40、蓋部材15、外側絶縁部材57、及び端子接続部材44が挟持されている。この挟持により、負極引出端子61が蓋部材15に固定されている。Oリング73は、蓋部材15の内面15dのうち挿通孔15eの周囲に密接し、蓋部材15の挿通孔15eをシールしている。
また、負極引出端子61の接続用軸部62の先端部は、端子接続部材44における固定片47の表面に係止するとともに、この係止によって負極引出端子61と端子接続部材44が電気的に接続されている。
二次電池10は、一方の電極端子である負極引出端子61に一体の電流遮断機構80を備える。電流遮断機構80は、ケース11の内部に配置されており、ケース11の内部圧力が所定の設定圧力に達すると、電極組立体12と、負極引出端子61とを電気的に接続している通電経路の電流を遮断する。
次に、ケース11内の絶縁カバーについて説明する。
図7に示すように、二次電池10は、電極組立体12の積層方向一端側から装着された第1の絶縁カバー81と、電極組立体12の積層方向他端側から装着された第2の絶縁カバー91と、を備える。各絶縁カバー81,91において、正極導電部材51と負極導電部材52が並ぶ並設方向Xに沿う方向を長手方向とし、各絶縁カバー81,91の外面に沿い、かつ長手方向に直交する方向を短手方向とする。
図1又は図5に示すように、第1の絶縁カバー81は、第1壁絶縁部82を備える。第1の絶縁カバー81の第1壁絶縁部82は、一方の導電部材としての正極導電部材51の電極接合部51aと蓋部材15との間に介在し、両者を絶縁する。蓋部材15の外面15cから見て、第1壁絶縁部82は電極接合部51aのほぼ全面を覆う形状である。第1の絶縁カバー81は、第1壁絶縁部82の一つの長縁部から電極組立体12に向けて突出した形状の第1タブ絶縁部83を備える。第1タブ絶縁部83は細長板状である。第1の絶縁カバー81の第1タブ絶縁部83は、両極のタブ群36を積層方向外側から覆うことのできる寸法を有する。
第1の絶縁カバー81の第1タブ絶縁部83は、電極組立体12における積層方向の一端側に配置され、両極のタブ群36の積層方向一端側を外側から覆う。第1タブ絶縁部83は、積層方向において、両極のタブ群36の積層方向一端側に位置する最外層のタブ25,35と、ケース部材14においてタブ群36の一端に対向した部位との間に介在し、両極のタブ群36とケース部材14とを絶縁する。
第1の絶縁カバー81は、短手方向の一端部に一体の連結部84を備える。第1の絶縁カバー81は、連結部84に一体の第1端子絶縁部85を備える。連結部84は、長手方向に沿う側面視で、第1壁絶縁部82と、第1端子絶縁部85とを対向方向Zに離している。
よって、長手方向に沿う側面視では、第1壁絶縁部82と第1端子絶縁部85とは対向方向Zに離間している。第1端子絶縁部85は、蓋部材15の外面15cから見た平面視が四角形状である。第1端子絶縁部85の平面視サイズは、正極引出端子60のカシメ部の平面視サイズより大きく、カシメ部の全体を電極組立体12側から覆うことができる。
第1端子絶縁部85は3辺に沿う部位に突条部85cを備える。長手方向に沿う側面視では、第1壁絶縁部82と突条部85cとは対向方向Zに対向した位置にある。よって、第1の絶縁カバー81は、側面視で対向した第1壁絶縁部82と第1端子絶縁部85の間に第1の隙間85dを備える。
対向方向Zに沿う第1の隙間85dの寸法は、正極導電部材51の厚みより大きく、第1の隙間85dには、正極導電部材51が挿入されている。第1の絶縁カバー81は、第1端子絶縁部85の突条部85cから突出した第1係止爪85aを備える。第1端子絶縁部85の第1係止爪85aは、側面視で第1端子絶縁部85から第1壁絶縁部82に向けて突条部85cから突出している。第1の絶縁カバー81の短手方向に沿う連結部84と第1係止爪85aの対向面間の寸法は、短手方向に沿うホルダ40の寸法より長い。そして、第1の隙間85d内に端子接続部51bが入り込んだ状態では、ホルダ40の縁部のうち、一方の縁部に連結部84が当接するとともに、他方の縁部に第1係止爪85aが係止している。
図4に示すように、第1の絶縁カバー81は、第1タブ絶縁部83の内面から短手方向に突出した第1規制部87を備える。第1規制部87は、蓋部材15の外面から見て矩形状である。第1規制部87のうち、第1の絶縁カバー81の短手方向に延びる当接面87aは、正極導電部材51の先端面51cに当接している。なお、正極導電部材51の先端面51cとは、並設方向Xにおいて、負極導電部材52の電極接合部52aと対向した、電極接合部51aの端面であり、電極組立体12の積層方向に直線状に延びる面である。
図1、図3又は図5に示すように、第2の絶縁カバー91は、第2壁絶縁部92を備える。第2の絶縁カバー91の第2壁絶縁部92は、電極接合部52aと蓋部材15との間に介在し、両者を絶縁する。蓋部材15の外面15cから見て、第2壁絶縁部92は電極接合部52aのほぼ全面を覆う形状である。第2の絶縁カバー91は、第2壁絶縁部92の一つの長縁部から電極組立体12に向けて突出した形状の第2タブ絶縁部93を備える。第2タブ絶縁部93は細長板状である。第2の絶縁カバー91の第2タブ絶縁部93は、両極のタブ群36を覆うことのできる寸法を有する。
第2の絶縁カバー91の第2タブ絶縁部93は、電極組立体12における積層方向の他端側に配置され、両極のタブ群36を積層方向他端側から覆う。第2タブ絶縁部93は、積層方向において、両極のタブ群36の積層方向他端側に位置する再外層のタブ25,35と、ケース部材14においてタブ群36の他端に対向した部位との間に介在し、両極のタブ群36とケース部材14とを絶縁する。
第2の絶縁カバー91は、第2壁絶縁部92の長手方向一端部でかつ短手方向の一端部に一体の連結部94を備える。第2の絶縁カバー91は、連結部94に一体の第2端子絶縁部96を備える。
第2端子絶縁部96は、蓋部材15の外面15cから見た平面視が四角形状である。第2端子絶縁部96の平面視サイズは、負極引出端子61の基部63及び電流遮断機構80の平面視サイズとほぼ同じであり、電流遮断機構80を電極組立体12側から覆うことができる。第2端子絶縁部96は三辺に沿って突条部96cを備える。
第2の絶縁カバー91は、対向方向Zにおいて第2壁絶縁部92と突条部96cとの間に第2の隙間96eを備える。対向方向Zに沿う第2の隙間96eの寸法は、負極導電部材52の厚みより大きく、第2の隙間96eには、負極の電極接合部52aが挿入されている。
第2端子絶縁部96において、第2の絶縁カバー91の短手方向に沿う両端部のうち、突条部96cの一端部に連結部94が位置し、他端部に第2係止爪96aが存在する。第2端子絶縁部96の第2係止爪96aは、側面視で第2端子絶縁部96から第2壁絶縁部92に向けて突条部96cから突出している。第2の絶縁カバー91の短手方向に沿う連結部94と第2係止爪96aの対向面間の寸法は、端子接続部52bの短手方向に沿う寸法より僅かに長い。そして、第2の隙間96e内に電極接合部52aが入り込んだ状態では、第2の絶縁カバー91の短手方向に対向した端子接続部52bの縁部の一方に連結部94が当接するとともに、他方の縁部に第2係止爪96aが係止している。
第2の絶縁カバー91は、第2タブ絶縁部93の内面から短手方向に突出した第2規制部97を備える。第2規制部97は、蓋部材15の外面から見て矩形状である。第2規制部97のうち、第2の絶縁カバー91の短手方向に延びる当接面97aは、負極導電部材52の先端面52cに当接する。なお、負極導電部材52の先端面52cとは、並設方向Xにおいて、正極導電部材51の電極接合部51aと対向した、電極接合部52aの端面であり、電極組立体12の積層方向に直線状に延びる面である。
次に、二次電池10の製造方法を作用とともに記載する。
なお、負極引出端子61と電流遮断機構80と負極導電部材52が予め一体化されているとする。
まず、図1に示すように、蓋部材15の外面15cに外側絶縁部材57を配置する。その外側絶縁部材57の回り止め部58内に外部接続端子66の係合凸部69を挿入する。次に、端子接続部材44の貫通孔46aに外部接続端子66の軸部68を挿入する。
次に、正極側において、蓋部材15の内面15d側にOリング73、ホルダ40を配置する。そして、正極引出端子60の接続用軸部62を、ホルダ40の挿通孔40a、Oリング73、蓋部材15の挿通孔15e、外側絶縁部材57の挿通孔57d及び端子接続部材44の挿通孔47aに挿入する。そして、正極引出端子60のカシメ部と接続用軸部60aのカシメにより、カシメ部と接続用軸部60aの端部との間に、正極導電部材51、ホルダ40、Oリング73、蓋部材15、外側絶縁部材57、及び端子接続部材44が一体化される。
負極側において、蓋部材15の内面15d側にOリング73、ホルダ40を配置し、ホルダ40の挿通孔40a、Oリング73、蓋部材15の挿通孔15e、外側絶縁部材57の挿通孔57d及び端子接続部材44の挿通孔47aに、負極引出端子61の接続用軸部62を挿入する。そして、接続用軸部62のカシメにより、基部63と接続用軸部62の先端部との間に、ホルダ40、Oリング73、蓋部材15、外側絶縁部材57、及び端子接続部材44が一体化されるとともに、電流遮断機構80も一体化される。
すると、図6に示すように、蓋部材15に正極端子構造16及び負極端子構造17が形成され、蓋端子組立体20が形成される。蓋部材15と、電極接合部51a,52aとの間に隙間が存在している。
そして、正極導電部材51の電極接合部51aに対し、電極組立体12の正極のタブ群36がレーザ溶接によって接合され、負極導電部材52の電極接合部52aに対し、負極のタブ群36がレーザ溶接によって接合される。すると、蓋端子組立体20と電極組立体12が一体化される。次に、タブ群36を折り曲げる。
そして、積層方向一端側から、蓋部材15と、電極接合部51aとの間に第1の絶縁カバー81の第1壁絶縁部82を差し込むとともに、第1の隙間85dに正極導電部材51を差し込むように、第1の絶縁カバー81をスライド移動させる。
正極側において、第1端子絶縁部85の第1係止爪85aがホルダ40の縁部に係止する。その結果、第1の絶縁カバー81が正極導電部材51に一体に組付けられるとともに、電極接合部51aが第1壁絶縁部82によって、蓋部材15から絶縁された状態となる。同時に、両極のタブ群36の積層方向一端側が、第1タブ絶縁部83によってケース11の側壁から絶縁された状態となる。また、第1端子絶縁部85が正極引出端子60のカシメ部を電極組立体12側から絶縁した状態となる。
また、積層方向他端側から、蓋部材15と、電極接合部52aとの間に第2の絶縁カバー91の第2壁絶縁部92を差し込むとともに、第2の隙間96eに負極導電部材52を差し込むように、第2の絶縁カバー91をスライド移動させる。
そして、負極側において、第2端子絶縁部96の第2係止爪96aが端子接続部52bの縁部に係止する。その結果、第2の絶縁カバー91が負極導電部材52に一体に組付けられるとともに、電極接合部52aが第2壁絶縁部92によって、蓋部材15から絶縁された状態となる。同時に、両極のタブ群36の積層方向他端面が、第2タブ絶縁部93によってケース11の側壁から絶縁された状態となる。また、第2端子絶縁部96が電流遮断機構80を電極組立体12側から絶縁した状態となる。
その結果、図7に示すように、第1の絶縁カバー81及び第2の絶縁カバー91が電極組立体12に組付けられるとともに、電極接合部51a,52aが第1及び第2壁絶縁部82,92によって、蓋部材15から絶縁された状態となる。同時に、両極のタブ群36の積層方向一端側が、第1タブ絶縁部83によってケース11の側壁から絶縁され、両極のタブ群36の積層方向他端側が、第2タブ絶縁部93によってケース11の側壁から絶縁された状態となる。
図5に示すように、第1の絶縁カバー81の第1規制部87の当接面87aは、正極導電部材51の先端面51cに当接している。この当接により、第1の絶縁カバー81の並設方向Xへの移動が抑制されている。また、第2の絶縁カバー91の第2規制部97の当接面97aは、負極導電部材52の先端面52cに当接している。この当接により、第2の絶縁カバー91の並設方向Xへの移動が抑制されている。
そして、蓋端子組立体20に第1の絶縁カバー81及び第2の絶縁カバー91が装着された後、電極組立体12をケース部材14の開口部14aからケース部材14内に挿入する。その後、蓋部材15をケース部材14の開口端に接合すると、二次電池10が組み立てられる。
上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
(1)二次電池10の製造について、蓋端子組立体20を予め製造しておき、この蓋端子組立体20の各電極接合部51a,52aに各タブ群36を接合して電極組立体12を一体化した状態で電極組立体12をケース部材14内に収容して二次電池10を製造する方法がある。この製造方法では、第1の絶縁カバー81及び第2の絶縁カバー91は、蓋端子組立体20の製造後に、蓋部材15と電極接合部51a,52aとの間に各壁絶縁部82,92を差し込んで装着される。
このため、二次電池10において、電極組立体12の両極のタブ群36については、積層方向一端側は、第1の絶縁カバー81の第1タブ絶縁部83によってケース部材14と絶縁でき、積層方向他端側は第2の絶縁カバー91の第2タブ絶縁部93によってケース部材14と絶縁できる。よって、蓋端子組立体20に絶縁カバー81,91を装着して製造された二次電池10であっても、両極のタブ群36を積層方向両端側からケース11と容易に絶縁することができる。したがって、絶縁カバー81,91を装着するだけで両極のタブ群36をケース部材14から絶縁でき、その絶縁のための工程を増やさずに済む。
(2)第1の絶縁カバー81は、ホルダ40に係止する第1係止爪85aを備え、第2の絶縁カバー91は、負極導電部材52の端子接続部52bに係止する第2係止爪96aを備える。ホルダ40及び負極導電部材52は蓋端子組立体20に組付けられており、蓋部材15に固定されている。固定されたホルダ40及び負極導電部材52に各係止爪85a,96aが係止することにより、各絶縁カバー81,91について、挿入方向と逆方向への移動を抑制できる。
(3)第1の絶縁カバー81は、正極導電部材51の先端面51cに当接する当接面87aを備え、第2の絶縁カバー91は、負極導電部材52の先端面52cに当接する当接面97aを備える。各当接面87a,97aと各先端面51c,52cとの当接により、並設方向Xへの各絶縁カバー81,91の移動を抑制できる。積層方向への各絶縁カバー81,91の移動は、各係止爪85a,96aの係止によって抑制できる。よって、各導電部材51,52の先端面51c,52cと各絶縁カバー81,91の当接面87a,97aとの当接、及び係止爪85a,96aの係止によって、積層方向及び並設方向の両方向への各絶縁カバー81,91の移動を抑制でき、絶縁状態を維持できる。
(4)第1の絶縁カバー81を電極組立体12に装着すると、第1端子絶縁部85によって、正極引出端子60のカシメ部を電極組立体12側から絶縁できる。また、第2の絶縁カバー91を電極組立体12に装着すると、第2端子絶縁部96によって、負極引出端子61を含む電流遮断機構80を電極組立体12から絶縁できる。よって、各絶縁カバー81,91の装着により、各導電部材51,52及びタブ群36だけでなく、各引出端子60,61も電極組立体12から絶縁できる。
(5)各絶縁カバー81,91の各壁絶縁部82,92は、電極接合部51a,52aだけを蓋部材15から絶縁するサイズである。例えば、各壁絶縁部82,92が、各絶縁カバー81,91の長手方向全体に延びるサイズの場合と比べると、絶縁カバー81,91の材料費を抑えることができる。
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 図8に示すように、第1の絶縁カバー81の第1係止爪85aを正極導電部材51の端子接続部51bに係止させるようにしてもよい。また、第2の絶縁カバー91の第2係止爪96aをホルダ40に係止させるようにしてもよい。
○ 第1の絶縁カバー81について、ホルダ40に係止した第1係止爪85a以外にも正極導電部材51に係止する係止爪を設けてもよい。
○ 第2の絶縁カバー91について、負極導電部材52に係止した第2係止爪96a以外にもホルダ40に係止する係止爪を設けてもよい。
○ 第1の絶縁カバー81の第1端子絶縁部85は無くてもよいし、第2の絶縁カバー91の第2端子絶縁部96は無くてもよい。
○ 第1の絶縁カバー81の当接面87aは無くてもよいし、第2の絶縁カバー91の当接面97aは無くてもよい。
○ 電極端子は、正極引出端子60や負極引出端子61のように、外部接続端子66と端子接続部材44を介して接続されるものでなくてもよく、正極導電部材51や負極導電部材52に直接接続されたものでもよい。
○ 蓄電装置は、正極引出端子60と一体の電流遮断機構80を有する二次電池にも適用することができる。
○ 蓄電装置は、電流遮断機構80を備えない二次電池にも適用することができる。この場合、第2絶縁部は両極性の電極端子の基部を電極組立体12側から覆う。
○ 電極端子は、正極引出端子60や負極引出端子61のように、外部接続端子66と端子接続部材44を介して接続されるものでなくてもよく、正極導電部材51や負極導電部材52に直接接続されたものでもよい。
○ 蓄電装置は、例えばキャパシタなど、二次電池以外の蓄電装置にも適用可能である。
○ 正極電極21及び負極電極31は、金属箔の片面に活物質層が存在する構造でもよい。
○ 二次電池10は、リチウムイオン二次電池でもよいし、他の二次電池であってもよい。要は、正極用の活物質と負極用の活物質との間をイオンが移動するとともに電荷の授受を行うものであればよい。
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について、以下に追記する。
(1)前記蓋部材に前記電極端子を固定し、前記電極端子の前記基部に前記導電部材を接合して、蓋端子組立体20を製造した後、前記導電部材に前記タブ群を接合して、前記蓋端子組立体と前記電極組立体を一体化した後、前記第1の絶縁カバー及び前記第2の絶縁カバーが前記蓋端子組立体に装着される蓄電装置。
10…蓄電装置としての二次電池、11…ケース、12…電極組立体、12b…端面としてのタブ側端面、14…ケース部材、14a…開口部、15…蓋部材、21…正極電極、21a…一辺、25,35…タブ、31…負極電極、31a…一辺、36…タブ群、40…ホルダ、51…正極導電部材、52…負極導電部材、51c,52c…先端面、60…電極端子としての正極引出端子、60b,63…基部、61…電極端子としての負極引出端子、81…第1の絶縁カバー、82…第1壁絶縁部、83…第1タブ絶縁部、85…第1端子絶縁部、85a…第1係止爪、87a,97a…当接面、91…第2の絶縁カバー、92…第2壁絶縁部、93…第2タブ絶縁部、96…第2端子絶縁部、96a…第2係止爪。

Claims (4)

  1. シート状の正極と負極の電極が絶縁された状態で交互に積層された電極組立体と、
    前記電極の一辺の一部から突出した形状のタブが同じ極性同士で積層されたタブ群と、
    前記電極組立体及び前記タブ群を収容するケース部材、及び該ケース部材の開口部を閉塞する蓋部材を有するケースと、
    前記蓋部材に固定され、前記蓋部材から前記電極組立体に向けて突出した基部を備えた一対の電極端子と、
    前記蓋部材と、該蓋部材に対峙した前記電極組立体の端面との間に配置された一対の導電部材と、
    前記蓋部材と前記電極端子の前記基部とを絶縁するホルダと、
    前記電極の積層された方向を積層方向とした場合、
    一方の前記導電部材と前記蓋部材とを絶縁する第1壁絶縁部、両極のタブ群の前記積層方向の一端側と前記ケース部材を絶縁する第1タブ絶縁部、及び前記一方の導電部材又は前記ホルダに係止する第1係止爪を有する第1の絶縁カバーと、
    他方の前記導電部材と前記蓋部材とを絶縁する第2壁絶縁部、両極のタブ群の前記積層方向の他端側と前記ケース部材を絶縁する第2タブ絶縁部、及び前記他方の導電部材又は前記ホルダに係止する第2係止爪を有する第2の絶縁カバーと、を備える蓄電装置。
  2. 前記一対の導電部材の並ぶ方向を並設方向とし、前記並設方向に対向した前記導電部材の対向面を各導電部材の先端面とすると、前記第1の絶縁カバーは、一方の前記導電部材の前記先端面に当接する当接面を備え、前記第2の絶縁カバーは他方の前記導電部材の前記先端面に当接する当接面を備える請求項1に記載の蓄電装置。
  3. 前記第1の絶縁カバーは、一方の導電部材と接合された前記基部を前記電極組立体と絶縁する第1端子絶縁部を備え、前記第2の絶縁カバーは、他方の導電部材と接合された前記基部を前記電極組立体と絶縁する第2端子絶縁部を備える請求項1又は請求項2に記載の蓄電装置。
  4. 前記蓄電装置は二次電池である請求項1〜請求項3のうちいずれか一項に記載の蓄電装置。
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