掌桥专利:专业的专利平台
掌桥专利
首页

蓄电装置

文献发布时间:2024-06-11 18:36:55


蓄电装置

技术领域

本公开涉及蓄电装置。

背景技术

在专利文献1中公开了有关密闭型电池的技术。该密闭型电池所具备的集电端子具有电极体连接部、外部连接部以及位于该电极体连接部与该外部连接部之间的轴部。上述电极体连接部与收容在外壳构件的内部的电极体连接。上述外部连接部配置在上述外壳构件的外部。上述轴部插通在设于上述外壳构件的端子安装孔中。另外,在该集电端子与上述端子安装孔之间配置有绝缘构件。该绝缘构件与上述集电端子以及上述外壳构件一体成形。由此,不用经过将多个端子接合等的加工处理,就能容易地将电极向外壳构件的外部取出。

在先技术文献

专利文献

专利文献1:日本专利申请公开2021-086813号

发明内容

发明所要解决的课题

在部件的形状复杂的场合,加工的工序变多,所制造的部件的形状容易产生偏差,存在着密封部的可靠度降低的可能性。于是,本发明人研究将构成从收容在蓄电装置(例如电池)的外壳内部的电极体起至该外壳外部的端子为止的导通路径的部件的形状形成得更加简单。

用于解决课题的方案

根据本公开,提供一种蓄电装置,该蓄电装置具备:包括第1电极以及第2电极的电极体;收容上述电极体的外壳;与上述第1电极电连接的第1集电构件;以及将第1集电构件以及上述端子构件从上述外壳绝缘的绝缘构件。上述外壳具有第1壁,上述第1壁具有第1贯通孔。上述第1集电构件具有沿着上述第1壁的内表面配置的第1区域,在上述第1区域设有朝上述第1壁突出的突出部,上述突出部的至少一部分配置在上述第1贯通孔内。上述端子构件与上述突出部连接。上述绝缘构件是具有配置在上述第1壁与上述第1集电构件之间的绝缘部和配置在上述第1壁与上述端子构件之间的绝缘部的一体物。

根据该构成,以第1集电构件的突出部与端子构件连接这样的简单构成形成导通路径,绝缘构件作为一体物配置成将端子构件以及第1集电构件从外壳绝缘,从而气密性得到提高,提高了有关密封的可靠度。

附图说明

图1是示意性示出一个实施方式所涉及的蓄电装置的构成的立体图。

图2是示意性示出一个实施方式所涉及的蓄电装置的构成的纵剖视图。

图3是图2的III-III线剖视图。

图4是图2的IV-IV线剖视图。

图5是示意性示出安装于封口板的电极体组的立体图。

图6是示意性示出安装有正极第2集电部以及负极第2集电部的电极体的立体图。

图7是示出一个实施方式所涉及的电极体的构成的示意图。

图8是示意性示出一个实施方式所涉及的第1集电构件的构成的立体图。

图9是示意性示出一个实施方式所涉及的安装有第1集电构件的封口板的第1贯通孔近旁的构成的立体图。

图10是从封口板的内表面侧观看图9所示的安装有第1集电构件的封口板近旁的构成时的立体图。

图11是图9的XI-XI线剖视图。

图12是图9的XII-XII线剖视图。

图13是其他实施方式所涉及的电池的与图12对应的图。

具体实施方式

以下,参照附图对在此公开的技术的若干适当实施方式进行说明。另外,在本说明书中,除特别提及的事项以外的事项且本公开的实施所需的事项(例如不构成本公开特征的电池的一般的构成以及制造加工处理)可作为基于本领域的现有技术的本领域技术人员的设计事项来掌握。本公开可基于本说明书所公开的内容和本领域的技术常识来实施。另外,在本说明书中,表示范围的“A~B(在此,A、B是任意的数值)”的表述是指“A以上且B以下”,并且包括“大于A且小于B”、“大于A且B以下”以及“A以上且小于B”的意思。

另外,在本说明书中,“蓄电装置”是指能进行充电和放电的装置。在蓄电装置中包括一次电池、二次电池(例如锂离子二次电池、镍氢电池)等电池、电气双层电容器等电容器(物理电池)。以下,以在此公开的作为蓄电装置的一个实施方式的锂离子二次电池为例对本技术进行说明。

图1是示意性示出蓄电装置100(以下也称为电池100)的构成的立体图。图2是示意性示出电池100的构成的纵剖视图。图3是图2的III-III线剖视图。图4是图2的IV-IV线剖视图。在以下的说明中,附图中的附图标记L、R、F、Rr、U、D表示左、右、前、后、上、下,附图中的附图标记X、Y、Z分别表示电池100的短边方向、与短边方向正交的长边方向、上下方向。可是,这些只不过是为了方便说明的方向,并不对电池100的设置形态有任何限定。

如图2所示那样,本实施方式所涉及的电池100具备外壳10、电极体组20、正极端子构件30、负极端子构件40、正极集电部50、负极集电部60和绝缘构件80。另外,虽省略图示,但本实施方式所涉及的电池100还具备电解液。电极体组20所具有的电极体20a具备第1电极以及第2电极。第1电极可以是正极或者负极,而在本实施方式中,第1电极是正极。另外,第2电极是正极或者负极,是与第1电极不同的电极。在本实施方式中,第2电极是负极。

外壳10是收容1个或者2个以上的电极体(在此是电极体组20)的框体。在此,外壳10具有扁平且有底的长方体形状(方形)的外形。外壳10的材质可以与以往所使用的材质相同,没有特别限制。外壳10优选是具有规定的强度的金属制品,例如可由铝、铝合金、铁、铁合金等构成。另外,外壳10的形状并不限定于方形,也可以是圆柱状、多面体状。

在此,外壳10是具有6个壁的六面体形状。如图1所示那样,外壳10具备:作为上壁的第1壁14;与第1壁14相向的大致矩形的底壁12a;从底壁12a的长边朝上方U延伸并相互相向的一对第1侧壁12b;以及从底壁12a的短边朝上方U延伸并相互相向的一对第2侧壁12c。在此,第1壁14形成为大致矩形。第2侧壁12c的面积小于第1侧壁12b的面积。在本实施方式中,外壳10具备:包括底壁12a、第1侧壁12b和第2侧壁12c的外装体12;以及作为第1壁14的封口板(以下也称为封口板14)。另外,第1壁并不限于封口板14,也可以是外壳10所具备的壁中的任一个。

外装体12是一个面成为开口部12h的扁平的方型(六面体形状)的容器。开口部12h形成在由上述一对第1侧壁12b和一对第2侧壁12c包围的外装体12的上表面。封口板14以将外装体12的开口部12h封堵的方式安装于外装体12。封口板14是在俯视时呈大致矩形的板材。外壳10通过在外装体12的开口部12h的周缘接合(例如焊接接合)封口板14而形成。封口板14的接合例如可通过激光焊接等焊接来进行。

如图1以及图2所示那样,在封口板14设有气体排出阀17。气体排出阀17构成为在外壳10内的压力成为规定值以上时开口,将外壳10内的气体排出。

另外,在封口板14,除了设有上述气体排出阀17以外,还设有注液孔15、第1贯通孔18和第2贯通孔19。注液孔15与外壳10的内部空间连通,是为了在电池100的制造工序中注入电解液而设置的开口。注液孔15由密封构件16密封。作为该密封构件16,例如合适的是盲孔铆钉。由此,能在外壳10的内部牢固地固定密封构件16。

第1贯通孔18具有正极端子构件30或者正极集电部50的一部分能插通的大小,其形状没有特别限定。例如,在俯视时,第1贯通孔18可以是圆形、椭圆形、正方形、矩形等方形形状、多边形状等。另外,第1贯通孔18的角部也可以被R角(圆角)加工。在此,第1贯通孔18设置成在俯视时呈角部被R角加工的矩形。第2贯通孔19只要具有负极端子构件40或者负极集电部60的一部分能插通的大小,则其形状就没有特别限定。第2贯通孔19的形状可以与第1贯通孔18同样。

图5是示意性示出安装于封口板14的电极体组20的立体图。在本实施方式中,多个(在此为3个)电极体20a、20b、20c收容在外壳10的内部。另外,收容在1个外壳10的内部的电极体的数量没有特别限定,既可以是1个,也可以是2个以上(多个)。另外,如图2所示那样,在各个电极体的长边方向Y的一侧(图2的左侧)配置正极集电部50,在长边方向Y的另一侧(图2的右侧)配置负极集电部60。并且,电极体20a、20b、20c分别并联地连接。可是,电极体20a、20b、20c也可以串联地连接。在此,电极体组20以被由树脂制片构成的电极体架29覆盖的状态收容在外壳10的内部。

图6是示意性示出安装有正极第2集电部52以及负极第2集电部62的电极体20a的立体图。图7是示出电极体20a的构成的示意图。另外,以下以电极体20a为例进行详细说明,而关于电极体20b、20c也是同样的构成。

如图7所示那样,电极体20a具有正极22、负极24和隔膜26。在此,电极体20a是以下卷绕电极体:带状的正极22和带状的负极24隔着2张带状的隔膜26而层积,以卷绕轴WL为中心卷绕而成。可是,电极体的结构并不限定在此公开的技术。例如,电极体也可以是以下层积电极体:多张方形(典型来讲是矩形)的正极和多张方形(典型来讲是矩形)的负极以绝缘的状态层积而成。

在本实施方式中,电极体20a具有扁平形状。电极体20a按照卷绕轴WL与长边方向Y大致平行的朝向,配置在外装体12的内部。具体来讲,如图3所示那样,电极体20a具有:与外装体12的底壁12a以及封口板14相向的一对弯曲部(R角部即圆角部)20r;以及将一对弯曲部20r连结并与外装体12的第1侧壁12b相向的平坦部20f。平坦部20f沿着第1侧壁12b延伸。

如图7所示那样,正极22具有正极集电体22c和固定在该正极集电体22c中的至少一方的表面上的正极活性物质层22a。另外,正极22可具有正极保护层22p。在此,正极集电体22c是带状。正极集电体22c例如由铝、铝合金、镍、不锈钢等导电性金属构成。正极集电体22c例如是金属箔,在此是铝箔。

在正极集电体22c的长边方向Y的一方的端部(图7的左端部),设有多个正极极耳22t。多个正极极耳22t沿着带状的正极22的长度方向空开间隔地(间歇地)设置。多个正极极耳22t朝着卷绕轴WL的轴向的一方侧(图7的左侧),相比隔膜26朝外侧突出。另外,正极极耳22t也可以设在卷绕轴WL的轴向的另一方(图7的右侧),还可以分别设在卷绕轴WL的轴向的两侧。正极极耳22t是正极集电体22c的一部分,由金属箔(铝箔)构成。可是,正极极耳22t也可以是与正极集电体22c分体设置的构件。在正极极耳22t的至少一部分,未形成正极活性物质层22a以及正极保护层22p,形成出正极集电体22c露出的区域。

如图4所示那样,多个正极极耳22t在卷绕轴WL的轴向的一方的端部(图4的左端部)层积,构成正极极耳组23。并且,多个正极极耳22t分别以弯折状态与正极集电部50连接。由此,能增大收容在外壳10内的电极体组20的主体部的尺寸,因而,能使电池100高能量密度化。如图2所示那样,正极极耳组23与正极集电部50电连接。在此,正极极耳组23和后述的正极第2集电部52在连接部J处连接(参照图4)。多个正极极耳22t的尺寸(长边方向Y的长度以及与长边方向Y正交的宽度,参照图7)可考虑与正极集电部50连接的状态,例如根据其形成位置等进行适当调整。在此,多个正极极耳22t以在弯曲时外方侧的端部对齐的方式使尺寸相互不同。另外,正极极耳各自的尺寸也可以相同。另外,正极极耳22t是梯形,但也可以是其他的形状(例如矩形等)。

如图7所示那样,正极活性物质层22a沿着带状的正极集电体22c的长度方向呈带状设置。正极活性物质层22a包括能可逆地吸附及放出电荷载体的正极活性物质(例如锂镍锰钴复合氧化物等锂过渡金属复合氧化物)。在将正极活性物质层22a的固形成分整体设为100质量%时,正极活性物质可以占据大体80质量%以上,典型来讲是90质量%以上,例如是95质量%以上。正极活性物质层22a也可以包含除正极活性物质以外的任意成分,例如导电材料、粘合剂、各种添加成分等。作为导电材料,例如可使用乙炔黑(AB)等碳素原材料。作为粘合剂,例如可使用聚偏氟乙烯(PVDF)等。

如图7所示那样,正极保护层22p在长边方向Y上设在正极集电体22c与正极活性物质层22a的边界部分。在此,正极保护层22p设在正极集电体22c的卷绕轴WL的轴向的一方的端部(图7的左端部)。可是,正极保护层22p也可以设在轴向的两端部。正极保护层22p沿着正极活性物质层22a呈带状设置。正极保护层22p包括无机填料(例如氧化铝)。在将正极保护层22p的固形成分整体设为100质量%时,无机填料可以占据大体50质量%以上,典型的是占据70质量%以上,例如占据80质量%以上。正极保护层22p也可以包括除无机填料以外的任意成分,例如导电材料、粘合剂、各种添加成分等。导电材料以及粘合剂也可以与作为可包含于正极活性物质层22a而例示的成分相同。

如图7所示那样,负极24具有负极集电体24c和固定在负极集电体24c中的至少一方的表面上的负极活性物质层24a。负极集电体24c是带状。负极集电体24c例如由铜、铜合金、镍、不锈钢等导电性金属构成。负极集电体24c例如是金属箔,在此是铜箔。

在负极集电体24c的卷绕轴WL的轴向的一方的端部(图7的右端部)设有多个负极极舌24t。多个负极极舌24t沿着带状的负极24的长度方向空开间隔地(间歇地)设置。多个负极极舌24t分别朝着轴向的一方侧(图7的右侧),相比隔膜26向外侧突出。可是,负极极舌24t也可以设在轴向的另一方的端部(图7的左端部),还可以分别设在轴向的两端部。负极极舌24t是负极集电体24c的一部分,由金属箔(铜箔)构成。可是,负极极舌24t也可以是与负极集电体24c分体设置的构件。在负极极舌24t的至少一部分,未形成负极活性物质层24a,设有负极集电体24c露出的区域。

如图4所示那样,多个负极极舌24t在轴向的一方的端部(图4的右端部)层积而构成负极极舌组25。优选的是,负极极舌组25在轴向上设在与正极极耳组23对称的位置上。并且,多个负极极舌24t分别以弯折状态与负极集电部60连接。由此,能增大收容在外壳10内的电极体组20的主体部的尺寸,因而,能使电池100高能量密度化。如图2所示那样,负极极舌组25与负极集电部60电连接。在此,负极极舌组25和后述的负极第2集电部62在连接部J处连接(参照图4)。在此,与多个正极极耳22t同样,以弯曲时的外方侧的端部对齐的方式,使多个负极极舌24t各自的尺寸相互不同。另外,在此公开的技术也能应用在负极极舌各自的尺寸相同的场合。另外,负极极舌24t是梯形,但也可以是其他的形状(例如矩形等)。

如图7所示那样,负极活性物质层24a沿着带状的负极集电体24c的长度方向呈带状设置。负极活性物质层24a包括能可逆地吸附及放出电荷载体的负极活性物质(例如石墨等碳素原材料)。当将负极活性物质层24a的固形成分整体设为100质量%时,负极活性物质可以占据大体80质量%以上,典型的是占据90质量%以上,例如占据95质量%以上。负极活性物质层24a还可以包括除负极活性物质以外的任意成分,例如粘合剂、分散剂、各种添加成分等。作为粘合剂,例如可使用丁苯橡胶(SBR)等橡胶类。作为分散剂,例如可使用羧甲基纤维素(CMC)等纤维素类。

如图7所示那样,隔膜26是将正极22的正极活性物质层22a与负极24的负极活性物质层24a绝缘的构件。作为隔膜26,例如由聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)等聚烯烃树脂构成的树脂制多孔性片是适合的。隔膜26也可以具有由树脂制多孔性片构成的基材部和设在基材部中的至少一方的表面上并包含无机填料的耐热层(HRL)。作为无机填料,例如可使用氧化铝、勃姆石、水合氧化铝、二氧化钛等。

电解液可以与以往同样,没有特别限制。电解液例如是含有非水系溶剂和支撑盐的非水电解液。非水系溶剂例如包括碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯等碳酸酯类。支撑盐例如是LiPF

正极集电部50构成从由多个正极极耳22t组成的正极极耳组23起至外壳10外部为止的导通路径的至少一部分。在本实施方式中,如图2所示那样,正极集电部50具备正极第1集电部51和正极第2集电部52。另外,正极集电部50也可以不像本实施方式那样由多个构件构成,而是由1个构件构成。

在本实施方式中,作为正极第1集电部51,采用在此公开的第1集电构件70。关于第1集电构件70的构成,将会在后叙述。

正极第2集电部52沿着外装体12的第2侧壁12c延伸。在本实施方式中,如图6所示那样,正极第2集电部52构成为沿着上下方向Z延伸的板状。正极第2集电部52在沿上下方向Z延伸的中途具有倾斜部。正极第2集电部的一端与正极第1集电部51接合,另一端与正极极耳组23接合。这些接合分别可通过例如超声波焊接、电阻焊接、激光焊接等焊接来实现。正极第2集电部52例如可由与正极集电体22c相同的金属种类构成,例如可由铝、铝合金、镍、不锈钢等导电性金属构成。

如图1以及图2所示那样,正极端子构件30以其至少一部分向外壳10的外部露出的方式配置。正极端子构件30通过与正极集电部50电连接,延长导通路径,可提高与外部构件(例如汇流条)的连接性。在本实施方式中,如图2所示那样,在设于封口板14的第1贯通孔18的内部,正极端子构件30与正极第1集电部51电连接。另外,正极端子构件30的上表面30a配置在外壳10的外部,可成为与外部构件的接合面。正极端子构件30优选是金属制品,例如可由铝、铝合金、镍、不锈钢等构成。

正极端子构件30的形状没有特别限定,例如可以是板状、块状等。另外,俯视时的正极端子构件30的形状没有特别限定,优选是圆形、四方形、将角部R角化(即圆角化)的形状。

负极集电部60构成从由多个负极极舌24t组成的负极极舌组25起至外壳10外部为止的导通路径的至少一部分。在本实施方式中,如图2所示那样,负极集电部60具备负极第1集电部61和负极第2集电部62。另外,负极集电部60也可以不像本实施方式那样由多个构件构成,而是由1个构件构成。在本实施方式中,作为负极第1集电部61,采用在此公开的第1集电构件70。

负极第2集电部62沿着外装体12的第2侧壁12c延伸。在本实施方式中,如图6所示那样,负极第2集电部62构成为沿着上下方向Z延伸的板状。负极第2集电部62在沿上下方向Z延伸的中途具有倾斜部。负极第2集电部62的一端与负极第1集电部61接合,另一端与负极极舌组25接合。这些接合分别可通过例如超声波焊接、电阻焊接、激光焊接等焊接来实现。负极第2集电部62例如可由与负极集电体24c相同的金属种类构成,例如可由铜、铜合金、镍、不锈钢等导电性金属构成。

如图1以及图2所示那样,负极端子构件40以其至少一部分向外壳10的外部露出的方式配置。负极端子构件40通过与负极集电部60电连接,延长导通路径,能提高与外部构件(例如汇流条)的连接性。在本实施方式中,如图2所示那样,负极端子构件40在设于封口板14的第2贯通孔19的内部与负极第1集电部61电连接。负极端子构件40优选是金属制品,例如更优选由铜或者铜合金构成。另外,关于负极端子构件40的形状,可以与上述的正极端子构件30的形状同样。

以下,对在此公开的第1集电构件70进行说明。第1集电构件70是与第1电极以及第2电极之中至少一方的电极电连接的构件。在以下的说明中,以第1集电构件70与作为第1电极的正极电连接的实施方式为例进行详细说明。另外,也能在负极采用第1集电构件70,其结构例如可通过在以下的说明中将正极换成负极来进行理解。

图8是示意性示出在此公开的第1集电构件的构成的一个实施方式的立体图。图9是示意性示出安装有第1集电构件的封口板近旁的第1贯通孔近旁的构成的立体图。图10是从封口板的内表面侧观看图9所示的安装有第1集电构件的封口板的第1贯通孔的近旁的构成时的立体图。图11是图9的XI-XI线剖视图。图12是图9的XII-XII线剖视图。

如图8所示那样,第1集电构件70具有第1区域71、第2区域73以及形成在第1区域71与第2区域73之间的第1狭缝74。另外,在本实施方式中,进而还具有第3区域75、形成在第1区域71与第3区域75之间的第2狭缝76、第4区域77以及第5区域78。

第1区域71是沿着外壳10的第1壁(在此是封口板14)的内表面14b配置的区域。第1区域71中的第1集电构件70的上表面71a与封口板14的内表面14b相向。在此,第1区域71朝着封口板14的长度方向(长边方向Y)延伸。在第1区域71,设有基底部71c和从基底部71c突出的突出部72。突出部72朝着第1壁(封口板14)突出。在本实施方式中,突出部72具有上表面72a(末端面)。另外,突出部72具有与其上表面72a相向的下表面72b。另外,突出部72的末端部也可以不具有上表面。在本实施方式中,在长边方向Y上,在突出部72的两侧配置有基底部71c。

在本实施方式中,在第1区域71,第1集电构件70构成为板状。突出部72通过将板状的第1集电构件70以朝上表面71a侧突出的方式弯折而构成。随之,在第1区域71中的第1集电构件70的下表面71b,设有与突出部72的形状对应的凹部71d。该凹部71d的底面是突出部72的下表面72b。在此,由于通过弯折板状的第1集电构件70而形成突出部72,所以,突出部72的上表面72a处的第1集电构件70的平均厚度与基底部71c处的第1集电构件70的平均厚度大致相同。例如,当将基底部71c处的第1集电构件70的平均厚度设为100%时,突出部72的上表面72a处的第1集电构件70的平均厚度可以是90%~110%或者95%~105%。这样,通过弯折板状构件来形成突出部72,与突出部72为实心轴的结构相比,成为轻量,因而,能实现电池100的轻量化,故而优选。但是,突出部72的构成并不限定于此,也可以由实心轴或中空轴构成。另外,第1集电构件70的平均厚度可通过例如反射型激光位移计等来测定。

优选的是,封口板14的长度方向(方向Y)上的第1区域71的长度大于第1贯通孔18的该长度方向上的最大长度。由此,能将配置在第1区域71与封口板14之间的后述的绝缘构件80配置在第1贯通孔18的上述长度方向的两侧,故而能提高第1贯通孔18近旁的密封性。

第2区域73与第1区域71同样,是沿着外壳10的第1壁(在此是封口板14)的内表面14b配置的区域。第2区域73是配置在第1区域71的旁侧的区域。换言之,第2区域73在与第1壁(封口板14)的内表面14b平行的面内配置在与第1区域71错开的位置(例如与基底部71c错开的位置)。在此,第2区域73配置在第1区域71的电池100的短边方向X的单侧。另外,第2区域73也可以配置在第1区域71的电池100的长边方向Y的单侧。在此,第2区域73朝着第1壁(封口板14)的长度方向(长边方向Y)延伸。在本实施方式中,第2区域73中的第1集电构件70构成为板状。另外,第2区域73并非本技术的必要构成。

第1狭缝74形成在第1区域71与第2区域73之间。在本实施方式中,第1狭缝74在俯视时形成为大致矩形。在此,在俯视时,是将第1区域71与第2区域73之间的距离设为短边而将与该短边垂直的方向设为长边的大致矩形。由于第1集电构件70具有第1狭缝74,所以,后述的绝缘构件80容易进入第1狭缝74,能提高第1贯通孔18周缘的密封性。

在本实施方式中,第1狭缝74的封口板14的长度方向(方向Y)上的长度大于第1贯通孔18的该长度方向上的最大长度。进而,第1狭缝74以跨越该长度方向上的第1贯通孔18的两端的方式配置。由此,能更加提高第1贯通孔18周缘的密封性。

第3区域75是沿着外壳10的第1壁(在此是封口板14)的内表面14b配置的区域。第3区域75是配置在第1区域71的旁侧的区域。在此,第3区域75相对于第1区域71配置在第2区域73的相反侧。即,在第2区域73与第3区域75之间配置第1区域71。在此,第3区域75配置在第1区域71的电池100的短边方向X的单侧。另外,第3区域75也可以配置在第1区域71的电池100的长边方向Y的单侧。在此,第3区域75朝着第1壁(封口板14)的长度方向(长边方向Y)延伸。在本实施方式中,第3区域75中的第1集电构件70构成为板状。另外,第3区域75并非必要构成。

第2狭缝76形成在第1区域71与第3区域75之间。在本实施方式中,第2狭缝76在俯视时形成为矩形。在此,在俯视时,具有将第1区域71与第3区域75之间的距离设为短边而将与该短边垂直的方向设为长边的矩形。由于第1集电构件70具有第2狭缝76,所以,后述的绝缘构件80容易进入第2狭缝76,可提高第1贯通孔18周缘的密封性。由于第1集电构件70具有第1狭缝74和第2狭缝76,所以,在第1贯通孔18的两端处使得密封性提高,因而,能实现密封可靠度更高的电池100。另外,第2狭缝76并非必要构成。

在本实施方式中,第2狭缝76的封口板14的长度方向(方向Y)上的长度大于第1贯通孔18的该长边方向上的最大长度。进而,第2狭缝76以跨越该长边方向上的第1贯通孔18的两端的方式配置。由此,能更加提高第1贯通孔18周缘的密封性。

如图8所示那样,在本实施方式中,第4区域77是在上下方向Z延伸的区域。第4区域77是从封口板14侧朝外壳10的底壁12a侧延伸的区域。第4区域77例如沿着外壳10的第1侧壁12b或是第2侧壁12c配置。在本实施方式中,第4区域77沿着第2侧壁12c配置。在此,第4区域77与正极第2集电部52电连接。由此,实现了向第1集电构件70的导通。另外,第4区域77也可以直接与正极极耳组23接合。由此,能减少导通路径的部件数量,可实现成本降低。该接合可通过例如超声波焊接、电阻焊接、激光焊接等焊接来实现。另外,在本实施方式中,第4区域77中的第1集电构件70形成为板状。另外,第4区域77并非本技术的必要构成。

第5区域78是将第1区域71和第4区域77相连的区域。在此,如图8所示那样,第5区域78配置在第1区域71与第4区域77之间。第5区域78与第1区域71连续地配置。在此,第5区域78以与第4区域77连续的方式配置。在本实施方式中,第5区域78也配置在第2区域73与第4区域77之间,与第2区域73连续地配置。另外,第5区域78也位于第3区域75与第4区域77之间,与第3区域75连续地配置。第5区域78沿着外壳10的第1壁(在此是封口板14)的内表面14b配置。在此,在第5区域78,第1集电构件70形成为板状。另外,第5区域78并非本技术的必要构成。例如,也可以是第4区域77与第1区域71相连。另外,也可以是第2区域73以及/或者第3区域75与第4区域77相连。

第1集电构件70例如可以是金属制品。作为该金属,例如可列举铝、铝合金、铜、铜合金等。

优选的是,第1集电构件70遍及整体地使厚度大致恒定。例如,在将第1集电构件70的平均厚度设为100%时,第1集电构件70的最大厚度优选是120%以下,更优选是110%以下,进一步优选是105%以下。另外,第1集电构件70的最小厚度优选是80%以上,更优选是90%以上,进一步优选是95%以上。

第1集电构件70例如可通过1张板状的材料(例如金属板)的弯折加工、冲裁加工等而容易地制造。由此,可实现厚度遍及整体大致恒定的第1集电构件70。

第1集电构件70的突出部72的至少一部分配置在设于封口板14的第1贯通孔18的内部(参照图11、图12)。在此,突出部72的上端(末端)即上表面72a配置在第1贯通孔18的内部。在本实施方式中,突出部72的上表面72a在第1贯通孔18的内部与正极端子构件30的下表面30b连接。正极端子构件30与第1集电构件70的连接方法没有特别限定,例如可列举铆接、超声波接合、电阻焊接、激光焊接、压接等,可从这些方法中选择1个或者组合多个来实施。另外,在本实施方式中,突出部72的下表面72b相比第1贯通孔18的内部配置在外壳10的内侧。但是,突出部72的下表面72b也可以配置在第1贯通孔18的内部。

如图9~12所示那样,绝缘构件80将第1集电构件70与外壳10(在此是封口板14)绝缘。另外,在此,绝缘构件80将正极端子构件30与外壳10(在此是封口板14)绝缘。在本实施方式中,绝缘构件80具备:配置在外壳10的内部的第1绝缘部82;配置在第1贯通孔18的内部的第2绝缘部84;以及配置在外壳10的外侧的第3绝缘部86。

如图10~12所示那样,第1绝缘部82沿着封口板14的内表面14b配置。第1绝缘部82在外壳10的内部配置在第1集电构件70的跟封口板14相向的区域与封口板14的内表面14b之间。在此,第1集电构件70的第2区域73配置成隔着第1绝缘部82与封口板14的内表面14b相向。另外,在本实施方式中,第1集电构件70的第3区域75、第5区域78也同样配置成分别隔着第1绝缘部82与封口板14的内表面14b相向。另外,第1集电构件70的第1区域71的配置在外壳10的内部的部分以隔着第1绝缘部82与封口板14的内表面14b相向的方式配置。

优选的是,第1绝缘部82无间隙地配置在第1集电构件70的跟封口板14相向的区域与封口板14的内表面14b之间。由此,可更加提高第1贯通孔18的周缘部的密封性。

优选的是,第1绝缘部82的至少一部分配置在第1集电构件70的第1狭缝74的内部(参照图10)。由此,由于第1集电构件70和第1绝缘部82更加紧贴,所以,可提高第1贯通孔18近旁的密封性。在本实施方式中,在第1狭缝74内部的封口板14侧配置着第1绝缘部82,而在第1狭缝74的内部的电极体组20侧的端部未配置第1绝缘部82。该构成在电池100轻量化的观点上是有利的。但是,也可以在第1狭缝74的内部整体配置第1绝缘部82。该构成在密封性提高的观点上是有利的。

优选的是,第1绝缘部82的至少一部分配置在第1集电构件70的第2狭缝76的内部(参照图10)。由此,由于第1集电构件70和第1绝缘部82更加紧贴,所以,可提高第1贯通孔18近旁的密封性。在本实施方式中,在第2狭缝76内部的封口板14侧配置着第1绝缘部82,而在第2狭缝76的内部的电极体组20侧的端部未配置第1绝缘部82。该构成在电池100轻量化的观点上是有利的。但是,也可以在第2狭缝76的内部整体配置第1绝缘部82。该构成在密封性提高的观点上是有利的。

优选的是,第1绝缘部82的至少一部分配置在第1集电构件70的突出部72的电极体组20侧(突出部72的下表面72b侧)。在此,突出部72和第1绝缘部82以抵接的方式配置。由此,可提高第1贯通孔18近旁的密封性。另外,优选的是,第1绝缘部82以经过突出部72的电极体组20侧的方式架设。在本实施方式中,第1绝缘部82朝着封口板14的短边方向在2个部位架设在突出部72的电极体组20侧(凹部71d)。由此,第1集电构件70和绝缘构件80更加紧贴,可提高密封性。另外,架设的数量没有特别限定,可以是1个,也可以是2个以上的多个。

优选的是,配置在突出部72的电极体组20侧的第1绝缘部82没有配置在第1区域71的基底部71c的下表面71b侧。换言之,优选的是,基底部71c的下表面71b露出。由此,在外壳10内部,能扩张电极体组20所占据的空间。在此,在第1区域71的下表面71b,第1绝缘部82仅配置在处于突出部72的电极体组20侧的凹部71d。

第1绝缘部82也可以在突出部72的电极体组20侧的位置具有从电极体组20侧朝突出部72的下表面贯通的贯通孔82a。如图10所示那样,当从封口板14的内表面14b侧观看时,在该贯通孔82a处,突出部72的下表面72b露出。该贯通孔82a例如可在后述的制造工序中形成。

优选的是,第1绝缘部82在第2区域73未配置在第1集电构件70的电极体组20侧的表面(下表面),该下表面露出。另外,优选的是,第1绝缘部82在第3区域75未配置在第1集电构件70的电极体组20侧的表面(下表面),该下表面露出。由此,在外壳10内部,能扩张电极体组20所占据的空间。

优选的是,第1绝缘部82遍及第1贯通孔18的周缘部地配置。由此,可提高第1贯通孔18近旁的密封性。另外,优选的是,第1绝缘部82遍及第1集电构件70的与封口板14相向的区域的周围地配置。在本实施方式中,第1绝缘部82在封口板14的长度方向(方向Y)上相比第1区域71、第2区域73以及第3区域75朝外侧延伸,相比第4区域77朝外侧延伸地配置。另外,在封口板14的短边方向(方向X)上,第1绝缘部82相比第2区域73朝外侧延伸地配置,相比第3区域75朝外侧延伸地配置。另外,优选的是,如图11以及图12所示那样,第1集电构件70的与封口板14相向的区域的周围的第1绝缘部82的厚度可以大于配置在第1集电构件70与封口板14之间的第1绝缘部82的厚度。可配置成第1绝缘部82不仅与外壳10的内部的第1集电构件70的跟封口板14相向的表面相接触,还与第1集电构件70的在厚度方向延伸的第1集电构件70的侧面相接触。由此,第1集电构件70与第1绝缘部82之间的紧贴性得到提高,密封性进一步被提高。

另外,如图2所示那样,第1绝缘部82也可以具备用于限制电极体组20向封口板14侧移动的移动限制部82b。在图2中,作为移动限制部82b,第1绝缘部82的端部向电极体组20侧突出。

第2绝缘部84配置在第1贯通孔18的内侧面18a与设于第1贯通孔18的内部的第1集电构件70之间,将第1集电构件70与封口板14绝缘。在此,第2绝缘部配置在第1贯通孔18的内侧面18a与设于第1贯通孔18的内部的正极端子构件30之间,将正极端子构件30与封口板14绝缘。

优选的是,第2绝缘部84以封堵第1贯通孔18的方式配置。如图11、图12所示那样,在本实施方式中,由第2绝缘部84和突出部72的上端封堵第1贯通孔18。由此,密封性得到提高。另外,在第1集电构件70的第1区域71的凹部71d的至少一部分配置于第1贯通孔18的场合,也可以将第2绝缘部84配置于该凹部71d。

第3绝缘部86是与第2绝缘部84连续的部分,配置在外壳10的外侧。在此,第3绝缘部86在外壳10的外部沿着正极端子构件30的周围配置。在本实施方式中,在绝缘构件80的上表面(外壳10的外侧),具有由第2绝缘部84和第3绝缘部86构成的凹陷部,正极端子构件30的至少一部分(在此是正极端子构件30的下侧)配置在该凹陷部。另外,也可以在该凹陷部配置正极端子构件30的整体。

优选的是,第3绝缘部86在封口板14(第1壁)的外表面14a处与第1贯通孔18的周围区域相接触。在此,在俯视时,第3绝缘部86的周缘部相比第1贯通孔18配置在外侧,该周缘部与封口板14的外表面14a相接触。由此,可提高第1贯通孔18的近旁的密封性。另外,绝缘构件80也可以不具备第3绝缘部86。

绝缘构件80例如由具有电气绝缘性的树脂构成。作为该树脂,例如可列举聚丙烯(PP)等聚烯烃树脂、全氟烷氧基乙烯基聚合物(PFA)、聚四氟乙烯(PTFE)等氟树脂、聚苯硫醚(PPS)等。

绝缘构件80可由多个构件构成,但优选是由1个构件构成的一体物(一体成形品)。由于绝缘构件80是一体物,故而第1绝缘部82与第2绝缘部84之间的气密性提高。另外,在本实施方式中,绝缘构件80是连续地具备第1绝缘部82、第2绝缘部84以及第3绝缘部86的一体物,第1贯通孔18近旁的密封性提高。即,绝缘构件80配置在第1区域71与封口板14之间,进而经过第1贯通孔18,在封口板14的外表面14a处与第1贯通孔18的周围区域相接触。

另外,在本技术中,优选的是,绝缘构件80、封口板14以及第1集电构件70是一体成形品。换言之,封口板14和第1集电构件70通过绝缘构件80被模铸。由此,由于绝缘构件80与封口板14以及第1集电构件70紧贴,所以,封口板14所具备的第1贯通孔18以及其周围的气密性提高。另外,在本实施方式中,除了封口板14和第1集电构件70以外,正极端子构件30也通过绝缘构件80被模铸,绝缘构件80、封口板14、第1集电构件70以及正极端子构件30是一体成形品。

另外,绝缘构件80也同样可以用于负极侧。在该场合,在上述的说明中,可提适当地将正极替换成负极来理解。

如图11、图12所示那样,可在封口板14(第1壁)的内表面14b,在第1贯通孔18的周缘近旁设置第1表面处理部92。第1表面处理部92与绝缘构件80接触。通过设置第1表面处理部92,在第1贯通孔18近旁可提高封口板14的内表面14b与绝缘构件80之间的气密性、接合强度,因而,可提高第1贯通孔18近旁的密封性。第1表面处理部92可以设置在第1贯通孔18的周缘近旁的至少一部分,但优选以包围第1贯通孔18的方式设置于周缘整体。

第1表面处理部92优选进行表面粗糙度变大的加工(即是粗面部)。第1表面处理部92的算术平均粗糙度(Ra)比封口板14(第1壁)的内表面14b的除第1表面处理部92以外的部分(未经过粗面化处理的部分)的算术平均粗糙度大例如2倍以上,也可以大3倍以上或者4倍以上。另外,该上限没有特别限定,但例如可以是10倍以下。算术平均粗糙度越大,则根据锚固效果,第1表面处理部92与绝缘构件80的粘接性就越为提高。另外,本技术中的算术平均粗糙度是指基于JIS B0601:2001使用触针式的表面粗糙度测定器测定得到的值。第1表面处理部92的表面处理方法可应用公知的方法,例如可列举化学蚀刻、激光加工、喷砂加工等方法。

第1表面处理部92可以进行与形成树脂的化学结合的处理。表面处理方法可应用公知的方法,例如可列举硅烷偶联处理等方法。

如图11、图12所示那样,在本实施方式中,正极端子构件30的与第1集电构件70相向的表面(正极端子构件30的下表面30b)的面积大于第1集电构件70的突出部72的上表面72a的面积。由此,正极端子构件30的下表面30b与绝缘构件80的接触面变大,可提高正极端子构件30的强度。在该场合,可在正极端子构件30的下表面30b的至少一部分设置第2表面处理部94。第2表面处理部94与绝缘构件80相接触。在第2表面处理部94,与绝缘构件80的粘接性提高,可提高气密性、粘接强度。

优选的是,第2表面处理部94经过表面粗糙度变大的加工(即是粗面部)。第2表面处理部94的算术平均粗糙度(Ra)优选比正极端子构件30的未经过表面处理的部分(例如正极端子构件30的上表面或者侧面)的算术平均粗糙度大例如2倍以上,也可以是大3倍以上或者4倍以上。另外,该上限没有特别限定,例如可以是10倍以下。算术平均粗糙度越大,根据锚固效果,第2表面处理部94与绝缘构件80的粘接性就越为提高。另外,第2表面处理部94的表面处理方法可应用公知的方法,例如可列举化学蚀刻、激光加工、喷砂加工等方法。

第2表面处理部94可以实施形成与树脂的化学结合的处理。表面处理方法可应用公知的方法,例如可列举硅烷偶联处理等方法。

上述那样的电池100例如可通过包含准备工序和封口工序的制造方法来制造。在此,上述准备工序包含一体成形工序。另外,电池100的制造方法并不限定于在此说明的制造方法。

在准备工序中,准备外装体12、封口板14、第1集电构件70和电极体20a。电极体20a也可以是电极体组20。在此,根据需要,也可以进一步准备正极端子构件30、负极端子构件40、正极第2集电部52和负极第2集电部62。

在一体成形工序中,一体成形封口板14、第1集电构件70和绝缘构件80。在上述的电池100中,还进一步包括正极端子构件30地进行一体成形。一体成形的方法例如可根据如日本特开2021-086813号公报等记载那样的以往公知的方法来进行。一体成形工序例如可使用成形模具,通过包括部件放置工序、上模放置工序、注射成形工序以及部件取出工序的方法来实施。

在部件放置工序中,准备能实现所期望的绝缘构件80的结构的成形模具。成形模具例如具备上模和下模。上模具有用于注入(用于构成绝缘构件80的)熔融树脂的浇口部。首先,在下模配置第1集电构件70和封口板14。优选的是,第1集电构件70形成为未配置绝缘构件80的部分与下模相接触。例如,第1区域71(基底部71c)的下表面71b以及第2区域73的下表面可以配置成与下模无间隙。另外,优选的是,下模具有与第1集电构件70的突出部72的下表面72b相接触地进行支撑的支撑部。通过由支撑部支撑突出部72,从突出部72的上表面72a侧施加压力,能使第1集电构件70的下表面与下模紧贴。由此,能防止绝缘构件80的熔融树脂向第1集电构件70的下表面进入。另外,绝缘构件80的第1绝缘部82的贯通孔82a可以是配置该支撑部后的痕迹。封口板14以在第1贯通孔18的内部配置第1集电构件70的突出部72的至少一部分的方式进行定位。

在上模放置工序中,在配置了第1集电构件70以及封口板14以后,在封口板14的外表面14a侧配置上模。此时,优选的是,以防止熔融树脂向封口板14的外表面14a流入的方式,在第3绝缘部86的形成部分的周缘部使上模与封口板14的外表面14a相接触。另外,优选的是,上模与突出部72的上表面72a相接触。由此,能防止绝缘构件配置在突出部72的上表面72a。另外,由于能在下模的支撑部和上模夹入突出部72的上表面72a的两面,所以,能对突出部72稳定地施加压力。

在注射成形工序中,从上模的浇口部注入构成绝缘构件80的树脂熔融的熔融树脂。熔融树脂被注入上模的内部,进而经过第1贯通孔18,充填到下模的内部。优选的是,成形模具在充填熔融树脂以前被预先加热。加热温度没有限定,例如可以是100℃~200℃。

在部件取出工序中,首先,将充填的熔融树脂冷却。由此,熔融树脂固化,制造出绝缘构件80。然后,使上模从下模脱离,将通过绝缘构件80模铸了封口板14和第1集电构件70的一体成形品取出。然后,根据需要,也可以将浇口部或成形毛刺除去。

另外,在电池100具备正极端子构件30的场合,在部件放置工序中,只要将第1集电构件70和正极端子构件30预先连接而配置于下模即可。由此,能一体成形出正极端子构件30、第1集电构件70、封口板14和绝缘构件80。另外,上述的一体成形工序的说明是关于第1贯通孔18周边的内容,但对于第2贯通孔19也可以实施同样的工序。

在封口工序中,首先,将上述准备好的一体成形品与电极体20a连接。此时,将一体成形的第1集电构件70与电极体20a的电极极耳直接连接。或者,也可以经由正极第2集电部52或者负极第2集电部62将第1集电构件70与电极体20a连接。接下来,从外装体12的开口部12h将电极体20a插入,通过激光焊接等将一体成形的封口板14与外装体12的开口部12h的周缘接合。另外,也可以将电极体架29夹设在外装体12与电极体20a之间。接下来,从注液孔15注入电解液,由密封构件将注液孔15封堵,由此将外壳10密闭。通过以上工序,能制造电池100。

电池100可利用于各种用途,例如可适当地用作乘用车、卡车等车辆所搭载的电动机用的动力源(驱动用电源)。车辆的种类没有特别限定,例如可列举插电式混合动力汽车(PHEV)、混合动力汽车(HEV)、纯电动汽车(BEV)等。电池100也可以适当地用作构成組电池的单电池。

以上,对本技术的若干实施方式进行了说明,但上述实施方式只不过是一例而已。本技术可以以此外的各种形态来实施。在权利要求书所述的技术中包括使上述例示的实施方式进行各种变形、变更而得的构成。例如,也能将上述的实施方式的一部分置换成其他的实施方式,也可以在上述的实施方式追加其他的实施方式。另外,若其技术的特征不是作为必要构成来说明,则也可以适当削除。

图13是其他实施方式所涉及的电池200的与图12对应的图。在此,在正极端子构件30的下表面30b设有凹部30c。在第1集电构件70的突出部72的上表面72a设有凸部72c。另外,在突出部72的下表面72b设有凹部72d。凹部72d位于凸部72c的背侧,可以是为了设置凸部72c而使板状的第1集电构件70变形时所产生的结构。在正极端子构件30的下表面30b的凹部30c,嵌入了第1集电构件70的突出部72的上表面72a的凸部72c。由此,正极端子构件30的定位变得容易。另外,可提高正极端子构件30与第1集电构件70的接合强度。另外,除上述以外的构成可以与上述电池100的构成同样。

另外,也可以在正极端子构件30的下表面30b替代凹部30c地设置凸部,在第1集电构件70的突出部72的上表面72a替代凸部72c地设置凹部,使该凸部与该凹部篏合。

如以上所述那样,作为在此公开的技术的具体样态,可列举以下的各项所记载的内容。

项1:

一种蓄电装置,该蓄电装置具备:

包括第1电极以及第2电极的电极体;

收容上述电极体的外壳;

与上述第1电极电连接的第1集电构件;

与上述第1集电构件连接的端子构件;以及

将上述第1集电构件以及上述端子构件从上述外壳绝缘的绝缘构件,其中,

上述外壳具有第1壁,

上述第1壁具有第1贯通孔,

上述第1集电构件具有沿着上述第1壁的内表面配置的第1区域,

在上述第1区域设有朝上述第1壁突出的突出部,

上述突出部的至少一部分配置在上述第1贯通孔内,

上述端子构件与上述突出部连接,

上述绝缘构件是具有配置在上述第1壁与上述第1集电构件之间的绝缘部和配置在上述第1壁与上述端子构件之间的绝缘部的一体物。

项2:

如项1所述的蓄电装置,其中,

上述绝缘构件配置在上述突出部的上述电极体侧。

项3:

如项1或2所述的蓄电装置,其中,

上述突出部的上表面和上述端子构件在上述第1贯通孔的内侧连接。

项4:

如项1~3中任一项所述的蓄电装置,其中,

上述第1集电构件在上述第1区域的旁侧具有第2区域,

在上述第1区域与上述第2区域之间形成有第1狭缝,

上述第2区域沿着上述第1壁的内表面配置,

上述第2区域隔着上述绝缘构件与上述第1壁相向。

项5:

如项4所述的蓄电装置,其中,

上述绝缘构件配置在上述第1狭缝内。

项6:

如项4或5所述的蓄电装置,其中,

上述第1集电构件在相对于上述第1区域与上述第2区域相反的那侧具有第3区域,

在上述第1区域与上述第3区域之间形成有第2狭缝,

上述第3区域沿着上述第1壁的内表面配置,

上述第3区域隔着上述绝缘构件与上述第1壁相向。

项7:

如项6所述的蓄电装置,其中,

上述绝缘构件配置在上述第2狭缝内。

项8:

如项1~7中任一项所述的蓄电装置,其中,

在上述第1壁的内表面中在上述第1贯通孔的周缘近旁设有第1表面处理部,该第1表面处理部与上述绝缘构件接触。

项9:

如项8所述的蓄电装置,其中,

上述第1表面处理部的算术平均粗糙度比上述第1壁的内表面的未与上述绝缘构件接触的部分的算术平均粗糙度大2倍以上。

项10:

如项1~9中任一项所述的蓄电装置,其中,

在上述端子构件的与上述第1集电构件相向的表面的至少一部分设有第2表面处理部,该第2表面处理部与上述绝缘构件接触。

项11:

如项10所述的蓄电装置,其中,

上述第2表面处理部的算术平均粗糙度比上述端子构件的未经过表面处理的部分的算术平均粗糙度大2倍以上。

项12:

如项1~11中任一项所述的蓄电装置,其中,

上述端子构件的与上述第1集电构件相向的表面的面积大于上述突出部的上表面的面积。

附图标记的说明

10 外壳

12 外装体

14第1壁(封口板)

15 注液孔

16 密封构件

17 气体排出阀

18第1贯通孔

19第2贯通孔

20电极体组

20a、20b、20c电极体

22第1电极(正极)

24第2电极(负极)

26 隔膜

30 正极端子构件

40 负极端子构件

50 正极集电部

51正极第1集电部

52正极第2集电部

60负极集电部

61负极第1集电部

62负极第2集电部

70第1集电构件

71第1区域

72突出部

73第2区域

74第1狭缝

75第3区域

76第2狭缝

77第4区域

78第5区域

80绝缘构件

82第1绝缘部

84第2绝缘部

86第3绝缘部

92第1表面处理部

94第2表面处理部

100蓄电装置(电池)

相关技术
  • 管理装置、蓄电装置、蓄电系统及电气设备
  • 一种蓄电池组在线保持装置的检测装置及方法
  • 非水电解质蓄电元件用正极活性物质、非水电解质蓄电元件用正极、非水电解质蓄电元件、蓄电装置、非水电解质蓄电元件的使用方法和非水电解质蓄电元件的制造方法
  • 用于蓄电池单池的调温装置和用于对蓄电池单池进行调温的方法以及蓄电池模块、蓄电池组、蓄电池及蓄电池系统
技术分类

06120116634235