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蓄电元件
1.关联申请的相互参照
2.本技术主张日本国专利申请2020-103840号的优先权,日本国专利申请2020-103840号的内容通过引用纳入本技术说明书的记载中。
技术领域
3.本发明涉及具备外部端子的蓄电元件。
背景技术:
4.一直以来,已知一种锂离子二次电池,其具有由多个部件构成的外部端子(参照专利文献1)。在该锂离子二次电池中,如图12所示,在外部端子100中,轴部101和凸缘部102由不同的部件构成,其中,该凸缘部102从轴部101扩开并焊接总线等其他部件。这些轴部101与凸缘部102通过铆接被连接。
5.在这样的外部端子100中,为了使轴部101与凸缘部102的连接更牢固,有时会对轴部101与凸缘部102进行焊接。该情况下,若凸缘部102与轴部101由不同种类的金属构成,则成为对不同种类的金属彼此进行焊接的情况,因所述其他部件相对于凸缘部102的焊接等关系,故难以确保轴部101与凸缘部102的焊接强度。
6.现有技术文献
7.专利文献1:日本国特开2009-259524号公报
技术实现要素:
8.发明欲解决的课题
9.因此,本发明的目的在于提供一种蓄电元件,在外部端子中,即使凸缘部具有与轴部不同种类的金属,也能够确保轴部与凸缘部的焊接强度。
10.用于解决课题的手段
11.本实施方式的蓄电元件,具有:电极体;收容所述电极体的外壳;和配置于所述外壳的金属制的外部端子,所述外部端子具有:凸缘部,沿所述外壳的外表面扩开;和轴部,从所述凸缘部延伸从而贯穿所述外壳、且与所述电极体导通,所述凸缘部由包层材料构成,该包层材料具有在所述轴部的贯穿方向层叠的多层金属层,在所述多层金属层中相邻的金属层彼此由不同种类的金属构成,所述凸缘部中的所述多层金属层中位于所述贯穿方向的一侧端的金属层由与所述轴部相同种类的金属构成,并与所述轴部焊接。
12.另外,在所述蓄电元件中,还可以构成为,所述凸缘部与所述轴部通过该轴部被铆接而被连接,所述一侧端的金属层与所述轴部的焊接部位的大小被设定为,在所述轴部的所述被铆接的部位破损时,该蓄电元件在该破损前后的电阻不发生变化。
13.另外,在所述蓄电元件中,还可以构成为,所述凸缘部与所述轴部通过该轴部被铆接而被连接,所述凸缘部与所述轴部的铆接部的接触面积为46mm2以上且75mm2以下,所述凸缘部在所述贯穿方向上的尺寸为0.9mm以上且1.1mm以下,与所述轴部焊接的金属层在所述
贯穿方向上的尺寸为0.4mm以上且0.6mm以下。
附图说明
14.图1是本实施方式的蓄电元件的立体图。
15.图2是所述蓄电元件的分解立体图。
16.图3是用于说明所述蓄电元件所具有的电极体的结构的图。
17.图4是所述蓄电元件的正极端子及其周边的放大剖视图。
18.图5是图1中由v表示的部位的放大图。
19.图6是图5的vi-vi位置的剖视图。
20.图7是用于说明负极凸缘部的结构的剖视图。
21.图8是表示没有被铆接的状态的负极轴部及其周边的结构的剖视图。
22.图9是从第三扩径部相当部位侧观察到的负极轴部没有被铆接的状态的负极外部端子的立体图。
23.图10是用于说明其他实施方式的负极端子的结构的放大剖视图。
24.图11是具有所述蓄电元件的蓄电装置的示意图。
25.图12是用于说明现有的外部端子的结构的放大剖视图。
具体实施方式
26.本实施方式的蓄电元件,具有:电极体;收容所述电极体的外壳;和配置于所述外壳的金属制的外部端子,所述外部端子具有:凸缘部,沿所述外壳的外表面扩开;和轴部,从所述凸缘部延伸从而贯穿所述外壳、且与所述电极体导通,所述凸缘部由包层材料构成,该包层材料具有在所述轴部的贯穿方向层叠的多层金属层,在所述多层金属层中相邻的金属层彼此由不同种类的金属构成,所述凸缘部中的所述多层金属层中位于所述贯穿方向的一侧端的金属层由与所述轴部相同种类的金属构成,并与所述轴部焊接。
27.这样,即使凸缘部具有与轴部不同种类的金属,通过使其成为以下结构,即:使凸缘部由包层材料构成,并在其与轴部焊接的部位(金属层)配置与该轴部相同种类的金属,由此,能够充分确保轴部与凸缘部的焊接强度。
28.另外,在所述蓄电元件中,所述凸缘部与所述轴部通过该轴部被铆接而被连接,所述一侧端的金属层与所述轴部的焊接部位的大小还可以被设定为,在所述轴部的所述被铆接的部位发生破损时,该蓄电元件在该破损前后的电阻不会发生变化。
29.根据该结构,使用时蓄电元件的电阻值难以上升(即,能够确保蓄电元件的可靠的电导通)。
30.另外,在所述蓄电元件中,还可以为,所述凸缘部与所述轴部通过该轴部被铆接而被连接,所述凸缘部与所述轴部的铆接部的接触面积为46mm2以上且75mm2以下,所述凸缘部的所述贯穿方向上的尺寸为0.9mm以上且1.1mm以下,与所述轴部焊接的金属层在所述贯穿方向上的尺寸为0.4mm以上且0.6mm以下。
31.根据该结构,能够充分确保凸缘部与轴部的基于铆接及焊接的连接强度及导通性能。
32.通过以上,根据本实施方式,能够提供一种蓄电元件,即使在外部端子中凸缘部具
有与轴部不同种类的金属,也能够确保轴部与凸缘部的焊接强度。
33.以下,参照图1至图9对本发明的一个实施方式进行说明。此外,本实施方式的各构成部件(各构成要素)的名称为本实施方式中的名称,可能与背景技术中各构成部件(各构成要素)的名称不同。
34.本实施方式的蓄电元件为非水电解质二次电池。更详细地说,蓄电元件为锂离子二次电池,该锂离子二次电池是利用伴随锂离子的移动而产生的电子移动的锂离子二次电池。这种蓄电元件用于供给电能。蓄电元件可以单独使用或多个一起使用。具体来说,蓄电元件在所要求的输出及所要求的电压较小时,单独使用。另一方面,蓄电元件在所要求的输出及所要求的电压的至少一方较大时,与其他蓄电元件进行组合并用于蓄电装置。在所述蓄电装置中,该蓄电装置中所使用的蓄电元件对电能进行供给。
35.如图1及图2所示,蓄电元件具备:电极体2、收容电极体2的外壳3、配置于外壳3的金属制的外部端子4。另外,蓄电元件1还具备用于使电极体2与外部端子4导通的集电体5、和配置在电极体2与外壳3之间的绝缘部件6等。此外,图2所示的外部端子4(详细地说,为负极端子4b的负极轴部42b)为被铆接前的形状。
36.还如图3所示,电极体2具有被卷绕的电极(正极23及负极24)。具体来说,电极体2具有卷芯21和层叠体22,该层叠体22由被卷绕在卷芯21的周围的电极构成。在该层叠体22中,正极23与负极24在相互绝缘的状态下被层叠。在电极体2中通过锂离子在正极23与负极24之间移动,蓄电元件1进行充放电。
37.正极23具有带状的金属箔231和重叠于金属箔231的正极活性物质层232。该正极活性物质层232在使金属箔231中宽度方向的一侧的端缘部(非覆盖部)露出的状态下被重叠于该金属箔231。本实施方式的金属箔231为例如铝箔。
38.负极24具有带状的金属箔241和重叠于金属箔241的负极活性物质层242。该负极活性物质层242在使金属箔241中宽度方向的另一侧(与正极23的金属箔231的非覆盖部相反的一侧)的端缘部(非覆盖部)露出的状态下被重叠于该金属箔241。本实施方式的金属箔241例如为铜箔。
39.在本实施方式的电极体2中,正极23与负极24在被分隔件25绝缘的状态下被卷绕。即,在本实施方式的层叠体22中,层叠有正极23、负极24、及分隔件25。
40.分隔件25是具有绝缘性的部件,配置在正极23与负极24之间。由此,在电极体2(详细地说,为层叠体22)中,正极23与负极24相互绝缘。另外,分隔件25在外壳3内对电解液进行保持。由此,在蓄电元件1进行充放电时,锂离子能够在夹着分隔件25而交替层叠的正极23与负极24之间移动。
41.该分隔件25为带状,例如由聚乙烯、聚丙烯、纤维素、聚酰胺等多孔质膜构成。本实施方式的分隔件25具有由多孔质膜形成的基材和设于该基材之上的无机层。该无机层包含sio2颗粒、al2o3颗粒、勃姆石(氧化铝水合物)等无机颗粒。另外,基材由例如聚乙烯形成。
42.分隔件25的宽度方向的尺寸比负极活性物质层242的宽度大。分隔件25被配置在正极23和负极24之间,其中,所述正极23和负极24在宽度方向上错位的状态下以正极活性物质层232与负极活性物质层242在厚度方向(层叠方向)上重叠的方式被重叠。此时,正极23的非覆盖部与负极24的非覆盖部不重叠。即,正极23的非覆盖部从正极23与负极24的重叠区域向宽度方向(与层叠方向正交的方向)突出,且负极24的非覆盖部从正极23与负极24
的重叠区域向宽度方向(与正极23的非覆盖部的突出方向相反的方向)突出。正极23、负极24、及分隔件25以成为这样的层叠状态(相对位置)的方式被卷绕在卷芯21的周围,由此形成电极体2。另外,在本实施方式的电极体2中,由仅层叠有正极23的非覆盖部或负极24的非覆盖部的部位构成电极体2中的非覆盖层叠部26。
43.非覆盖层叠部26设于电极体2的各极。即,仅层叠有正极23的非覆盖部的非覆盖层叠部26构成电极体2中的正极的非覆盖层叠部,仅层叠有负极24的非覆盖部的非覆盖层叠部26构成电极体2中的负极的非覆盖层叠部。
44.外壳3对电极体2与电解液进行收容。具体来说,外壳3具有外壳主体31和盖板32,其中,所述外壳主体31具备开口,所述盖板32对外壳主体31的开口进行封闭(关闭)。该外壳3由对电解液具有耐受性的金属形成。本实施方式的外壳3由例如铝或铝合金等铝系金属形成。
45.电解液为非水溶液类电解液。电解液能够通过使电解质盐溶解于有机溶剂而得到。有机溶剂为例如碳酸亚丙酯及碳酸乙烯酯等环状碳酸酯类、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、及甲基碳酸乙酯等链式碳酸酯类。电解质盐为liclo4、libf4、及lipf6等。本实施方式的电解液为使1mol/l的lipf6溶解在以碳酸乙烯酯:碳酸二甲酯:甲基碳酸乙酯=3∶2∶5的比例对碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、及甲基碳酸乙酯进行调整后的混合溶剂中后的电解液。
46.外壳主体31具备板状的封闭部311、连接在封闭部311的周缘的筒状的壳体部(周壁)312。
47.封闭部311是在外壳主体31以开口朝上的姿势配置时位于外壳主体31的下端的(即,所述开口朝上时成为外壳主体31的底壁的)部位。从该封闭部311的法线方向观察,封闭部311为矩形。以下将封闭部311的长边方向作为正交坐标系的x轴,将封闭部311的短边方向作为正交坐标系的y轴,将封闭部311的法线方向作为正交坐标系的z轴。
48.壳体部312为棱柱形状,更详细地说为扁平的棱柱形状。壳体部312具有从封闭部311的周缘的长边延伸的一对长壁部313、和从封闭部311的周缘的短边延伸的一对短壁部314。即,一对长壁部313在y轴方向上隔开间隔(详细地说,为与封闭部311的周缘中的短边相当的间隔)地对置,一对短壁部314在x轴方向上隔开间隔(详细地说,为与封闭部311的周缘中的长边相当的间隔)地对置。短壁部314分别对一对长壁部313的对应(详细地说在y轴方向上对置)的端部彼此进行连接,由此形成棱柱状的壳体部312。
49.如以上那样,外壳主体31具有其开口方向(z轴方向)的一侧的端部被封闭的棱柱形状(即,有底棱柱形状)。电极体2以卷绕中心轴c方向沿x轴方向的状态被收容在该外壳主体31中。
50.盖板32是对外壳主体31的开口进行封闭的板状的部件。本实施方式的盖板32从z轴方向观察为在x轴方向上长的矩形的板材。为了封闭外壳主体31的开口,该盖板32的周缘部被重叠在外壳主体31的开口周缘部34。在盖板32被重叠在开口周缘部34的状态下,盖板32与外壳主体31的边界部被焊接,由此形成外壳3。
51.外部端子4是蓄电元件1中与其他的蓄电元件的外部端子或外部仪器等电连接的部位。外部端子4由具有导电性的部件形成。本实施方式的蓄电元件1具有正极端子4a和负极端子4b两种外部端子4。这两个外部端子4被配置在x轴方向上隔开间隔的位置,更详细地说,这两个外部端子4在外壳3的x轴方向的各端部位置中以使其一部分42a、42b贯穿外壳3
的状态配置于该外壳3。
52.此外,在本实施方式的蓄电元件1中,在外部端子4与外壳3之间,及在外壳3与集电体5之间,配置有绝缘部件7a、7b。该绝缘部件7a使外部端子4与外壳3(在本实施方式的例中为盖板32)之间绝缘,并且,对外部端子4中的贯穿外壳3的部位42a、42b与该外壳3之间进行密封。另外,绝缘部件7b对外壳3(在本实施方式的例中为盖板32)与集电体5之间进行绝缘。
53.还如图4所示,正极端子4a具有:沿外壳3的外表面扩开的正极凸缘部41a、从正极凸缘部41a延伸并贯穿外壳3而与电极体2导通的正极轴部42a。在正极端子4a中,正极凸缘部41a与正极轴部42a是一体的。本实施方式的正极端子4a例如通过铝或铝合金等铝系金属构成。
54.正极凸缘部41a沿外壳3的盖板32扩开。具体来说,正极凸缘部41a为在x轴方向上细长的矩形板状。该正极凸缘部41a在相对于外壳3的相反侧具有焊接面411a。该焊接面411a朝向z轴方向上从外壳3分离的方向,是供用于使正极端子4a与其他的蓄电元件的外部端子或外部仪器等导通的部件(总线等导通部件)焊接的面。
55.正极轴部42a在z轴方向上延伸并贯穿外壳3。即,正极轴部42a在z轴方向上贯穿外壳3(盖板32)。具体来说,正极轴部42a具有在z轴方向上延伸的正极轴部主体420a和从z轴方向观察从正极轴部主体420a扩开的正极扩径部421a。
56.正极轴部主体420a是沿z轴方向延伸的柱状部位,贯穿外壳3(详细地说为盖板32)。本实施方式的正极轴部主体420a为圆柱状,贯穿绝缘部件7a、盖板32、绝缘部件7b、及集电体5。
57.在正极扩径部421a与z轴方向上的正极凸缘部41a之间夹入有外壳3及集电体5。在本实施方式的正极扩径部421a与正极凸缘部41a之间夹入有绝缘部件7a、盖板32、绝缘部件7b、及集电体5。该正极扩径部421a在外壳3的内部沿集电体5扩开(扩径)。
58.如图1、图2、图5~图7所示,负极端子4b具有:沿外壳3的外表面扩开的负极凸缘部(凸缘部)41b、和从负极凸缘部41b延伸并贯穿外壳3且与电极体2导通的负极轴部(轴部)42b。在负极端子4b中,负极凸缘部41b与负极轴部42b是分体的部件(不同的部件)。这些负极凸缘部41b与负极轴部42b通过负极轴部42b被铆接而相连接。
59.负极凸缘部41b沿外壳3的盖板32扩开。具体来说,负极凸缘部41b为在x轴方向上细长的矩形板状。另外,负极凸缘部41b具有供负极轴部42b插穿的贯穿孔412b。该贯穿孔412b在z轴方向(换言之为负极凸缘部41b的厚度方向)上贯穿负极凸缘部41b。本实施方式的贯穿孔412b为圆形,配置在负极凸缘部41b的中央部。
60.另外,负极凸缘部41b在相对于外壳3的相反侧具有焊接面411b。焊接面411b与正极端子4a的焊接面411a同样,朝向z轴方向上从外壳3分离的方向,是供总线等导通部件焊接的面。
61.该负极凸缘部41b由包层材料构成,该包层材料具有在z轴方向上层叠的多个(本实施方式的例中为两层)金属层411。在这些多个金属层411中,相邻的金属层411彼此由不同种类的金属构成。
62.在负极凸缘部41b中,z轴方向上的多个金属层411的一端(图6及图7中的下方)的金属层(第一金属层)411a由与负极轴部42b相同种类的金属构成。该第一金属层411a与负极轴部42b焊接(参照图6的附图标记w(焊接部))。另外,在负极凸缘部41b中,z轴方向上的
多个金属层411中的z轴方向的另一端(图6及图7的上方)的金属层(第二金属层)411b由与负极轴部42b不同种类的金属构成。
63.本实施方式的负极凸缘部41b具有第一金属层411a与第二金属层411b两层金属层。例如,第一金属层411a由铜或铜合金等铜系金属构成,第二金属层411b由铝或铝合金等铝系金属构成。具体来说,本实施方式的负极凸缘部41b的第一金属层411a由纯铜构成,第二金属层411b由铝合金构成。该负极凸缘部41b是x轴方向的尺寸为19mm以上且21mm以下、y轴方向的尺寸为8mm以上且8.5mm以下的矩形。本实施方式的负极凸缘部41b是x轴方向的尺寸为20mm、y轴方向的尺寸为8.3mm的矩形。另外,负极凸缘部41b的厚度(z轴方向的尺寸)为0.9mm以上且1.1mm以下。
64.第一金属层411a位于负极凸缘部41b中相对于第二金属层411b靠近外壳3的位置。该第一金属层411a在x-y面(包含x轴方向与y轴方向的面)方向扩开,在除贯穿孔412b外的x-y面方向的各位置处的z轴方向上的尺寸(厚度)是恒定的。本实施方式的第一金属层411a的厚度为0.4mm以上且0.6mm以下。
65.第二金属层411b在负极凸缘部41b中位于相对于第一金属层411a距外壳3较远的位置。该第二金属层411b在x-y面(包含x轴方向与y轴方向的面)方向扩开,在除贯穿孔412b外的x-y面方向的各位置处的z轴方向上的尺寸(厚度)是恒定的。本实施方式的第二金属层411b的厚度与第一金属层411a的厚度大致相同。另外,负极凸缘部41b的焊接面411b由第二金属层411b中朝向从外壳3分离的方向的面构成。
66.负极轴部42b在z轴方向延伸并贯穿外壳3。即,负极轴部42b在z轴方向贯穿外壳3(盖板32)。具体来说,负极轴部42b具有:在z轴方向延伸的负极轴部主体420b、从z轴方向观察从负极轴部主体420b扩开的多个扩径部(第一扩径部421b、第二扩径部422b、第三扩径部423b)(参照图6)。这些负极轴部主体420b与多个扩径部421b、422b、423b是一体的。负极轴部42b由例如铜或铜合金等铜系金属构成,本实施方式的负极轴部42b由纯铜构成。
67.负极轴部主体420b是在z轴方向上延伸的柱状部位,贯穿外壳3(详细地说为盖板32)。本实施方式的负极轴部主体420b为圆柱状,贯穿绝缘部件7a、盖板32、绝缘部件7b、及集电体5。该负极轴部主体420b的直径为3.5mm以上且4.5mm以下。本实施方式的负极轴部主体420b的直径为4mm。
68.第一扩径部421b沿负极凸缘部41b的第二金属层411b扩开(扩径)。该第一扩径部421b在其表面包含第一导通面(导通面)4210b,该第一导通面4210b朝向接近外壳3的方向且与第二金属层411b相接(导通)(参照图6)。本实施方式的第一扩径部421b从负极轴部主体420b的z轴方向的另一侧(图6中的上方)的端部沿第二金属层411b的贯穿孔412b的周缘部扩开,从z轴方向所见的轮廓为与负极轴部主体420b同心的圆形。具体来说,第一扩径部421b的直径为5.5mm以上且7.5mm以下,厚度(z轴方向的尺寸)为0.5mm以上且1.5mm以下。本实施方式的第一扩径部421b的直径为6.55mm,厚度为1mm。另外,该第一导通面4210b的面积,即负极凸缘部41b与负极轴部42b的第一扩径部421b的接触面积为46mm2以上且75mm2以下。
69.在第二扩径部422b与z轴方向上的第一扩径部421b之间夹入负极凸缘部41b中的贯穿孔412b的周缘部(贯穿孔周缘部413b:参照图7)。该第二扩径部422b沿负极凸缘部41b的第一金属层411a扩开(扩径)。详细地说,第二扩径部422b沿第一金属层411a中的贯穿孔
412b的周缘部扩开。该第二扩径部422b在其表面包含第二导通面4220b(参照图6),该第二导通面4220b朝向从外壳3分离的方向且与第一金属层411a相接(导通)。本实施方式的第二扩径部422b从负极轴部主体420b的z轴方向的途中位置扩开,从z轴方向观察所见的轮廓为与负极轴部主体420b同心的圆形。具体来说,第二扩径部422b的直径为8mm以上且8.55mm以下,厚度(z轴方向的尺寸)为2mm以上且2.5mm以下。本实施方式的第二扩径部422b的直径为8.2mm,厚度为2.25mm。另外,第二导通面4220b与负极凸缘部41b的接触面积为29mm2以上且44mm2以下。
70.在第三扩径部423b与z轴方向上的第二扩径部422b之间夹入外壳3及集电体5。在本实施方式的第三扩径部423b与第二扩径部422b之间夹入绝缘部件7a、盖板32、绝缘部件7b、及集电体5。具体来说,第三扩径部423b在外壳3的内部沿集电体5扩开(扩径)。该第三扩径部423b在其表面包含第三导通面4230b(参照图6),该第三导通面4230b朝向z轴方向中接近外壳3的方向且与集电体5相接(导通)。本实施方式的第三扩径部423b从负极轴部主体420b的z轴方向的一侧(图6中的下方)的端部扩开,其从z轴方向观察所见的轮廓为与负极轴部主体420b同心的圆形。
71.以上的第一扩径部421b及第三扩径部423b是在负极凸缘部41b被安装于负极轴部42b时或负极轴部42b(或负极端子4b)被安装于外壳3时形成的。具体来说如下。
72.如图2及图8所示,在负极轴部42b中,安装(固定)负极凸缘部41b前的相当于第一扩径部421b的部位是能够贯穿负极凸缘部41b的贯穿孔412b的柱状的部位(第一扩径部相当部位)421b’。该第一扩径部相当部位421b’贯穿负极凸缘部41b的贯穿孔412b,且在负极凸缘部41b的贯穿孔周缘部413b与第二扩径部(直径比贯穿孔412b大的部位)422b抵接的状态(参照图8)下被铆接。由此,第一扩径部相当部位421b’沿贯穿孔周缘部413b扩开,其结果是形成第一扩径部421b。
73.在本实施方式的负极端子4b中,如以上那样,负极轴部42b被铆接从而将负极凸缘部41b安装在该负极轴部42b上后,进一步对负极凸缘部41b与负极轴部42b进行焊接。具体来说,对负极凸缘部41b的第一金属层411a中的贯穿孔412b的周缘部(贯穿孔周缘部413b)与负极轴部42b的第二扩径部422b进行焊接(参照图6及图9的焊接部位w)。在本实施方式的负极端子4b中,如图9所示,第一金属层411a中的贯穿孔412b的周缘部与负极轴部42b的第二扩径部422b分别在x轴方向的一侧的圆弧状的区域与另一侧的圆弧状的区域中被焊接。
74.该负极端子4b中各焊接部位w的大小被设定为,在负极轴部42b的第一扩径部(被铆接的部位)421b发生破损时,在发生该破损的前后蓄电元件1的电阻不会产生变化。即,各焊接部位w的大小被设定为,即使在第一扩径部421b发生破损等并从而导致第一扩径部421b与负极凸缘部41b之间(详细地说,在第一扩径部421b的第一导通面4210b与负极凸缘部41b的第一金属层411a中的贯穿孔412b的周缘部之间)的导通路径的局部或全部切断,在第一扩径部421b发生所述破损等前后蓄电元件1的电阻不会发生变化。
75.此外,所述的“蓄电元件1的电阻不发生变化”中的“电阻”具体来说是指负极凸缘部41b与导通有负极端子4b的集电体5之间的电阻。该“电阻”能够基于例如负极凸缘部41b与负极轴部42b(详细地说,为第一扩径部421b在z轴方向观察时的中央部)之间的电阻及集电体5(详细地说,为第一连接部51的贯穿孔51a的周缘部)与负极轴部42b(详细地说,为第三扩径部423b在z轴方向观察时的中央部)之间的电阻来求出。此时的电阻的测定方法对流
通有1a的直流电流时的dc电阻进行测定。
76.具体来说,焊接部位w的大小(焊接面积)被设定为,即使第一扩径部421b发生所述破损等,焊接部位w的电阻也为0.005mω以下。本实施方式的负极端子4b中的各焊接部位w的焊接面积为例如0.3mm2以上。
77.在该焊接中,由于负极凸缘部41b的第一金属层411a中的贯穿孔412b的周缘部与负极轴部42b的第二扩径部422b都是由相同种类的金属(在本实施方式的例中为铜系金属)构成,因此,与对不同种类金属彼此进行焊接的情况相比,在焊接部位w能够得到充分的焊接强度。此外,图9所示的负极端子4b的负极轴部42b为被铆接前的形状。
78.另外,在负极轴部42b中,安装(固定)于外壳3前的相当于第三扩径部423b的部位,如图2、图8、及图9所示,为筒状的部位(第三扩径部相当部位)423b’,该部位423b’能够插穿在设于绝缘部件7a、外壳3(本实施方式的例中为盖板32)、绝缘部件7b、集电体5的各贯穿孔中。该第三扩径部相当部位423b’在插穿于绝缘部件7a、外壳3、绝缘部件7b、集电体5的各贯穿孔的状态(换言之,贯穿各部件7a、3、7b、5的状态:参照图8)下被铆接从而扩径,由此形成第三扩径部423b。
79.此外,形成第一扩径部421b与第三扩径部423b的顺序没有限定。可以按第一扩径部421b、第三扩径部423b的顺序形成,还可以按第三扩径部423b、第一扩径部421b的顺序形成。另外,第一扩径部421b与第三扩径部423b还可以在相同的时点形成。
80.回到图2,集电体5配置在外壳3内,并以能够导通的方式与电极体2直接或间接相连接。本实施方式的集电体5经由夹子部件50以能够导通的方式与电极体2连接。即,蓄电元件1具有夹子部件50,该夹子部件50以使电极体2与集电体5能够导通的方式对其进行连接。
81.集电体5由具有导电性的部件形成。集电体5沿外壳3的内表面配置。本实施方式的集电体5以能够使外部端子4与夹子部件50导通的方式对其进行连接。具体来说,集电体5具有:以能够与外部端子4导通的方式被连接的第一连接部51;以能够与电极体2导通的方式被连接的第二连接部52;对第一连接部51与第二连接部52进行连接的弯曲部53。在集电体5中,弯曲部53配置在外壳3内的盖板32与短壁部314的边界附近,第一连接部51从弯曲部53沿盖板32延伸,且第二连接部52从弯曲部53沿短壁部314延伸。第一连接部51具有贯穿孔51a,外部端子4的轴部(正极轴部42a或负极轴部42b)在插穿于贯穿孔51a的状态下与扩径部(正极扩径部421a或第三扩径部423b)导通(参照图4及图6)。另外,本实施方式的第二连接部52例如通过超声波焊接而与夹子部件50接合。
82.以上那样构成的集电体5分别配置于蓄电元件1的正极与负极。在本实施方式的蓄电元件1中,集电体5在外壳3内沿电极体2的正极的非覆盖层叠部26与负极的非覆盖层叠部26分别配置。正极的集电体5与负极的集电体5由不同的材料形成。具体来说,正极的集电体5例如由铝或铝合金等铝系金属形成,负极的集电体5例如由铜或铜合金等铜系金属形成。
83.夹子部件50以捆束电极体2的非覆盖层叠部26中所层叠的正极23或负极24的方式进行夹持。由此,夹子部件50能够可靠地使非覆盖层叠部26中所层叠的正极23彼此、或负极24彼此导通。本实施方式的夹子部件50是通过对板状的金属材料进行弯折加工以使其截面成为u字状而形成的。
84.绝缘部件6被配置在外壳3(详细地说为外壳主体31)与电极体2之间。该绝缘部件6通过对被裁剪成规定的形状且具有绝缘性的片状部件进行弯折而形成为袋状。
85.在以上的蓄电元件1中,即使负极凸缘部41b具有与负极轴部42b不同种类的金属,通过使负极凸缘部41b为包层材料并构成为在与负极轴部42b焊接的部位配置与该负极轴部42b相同种类的金属的结构,而能够充分确保负极轴部42b与负极凸缘部41b的焊接强度。
86.另外,在本实施方式的蓄电元件1中,由于各焊接部位w的焊接面积为0.3mm2以上,因此,即使在第一扩径部421b与负极凸缘部41b的第二金属层411b之间的导通路径被破坏的情况下,也能够抑制负极凸缘部41b与负极轴部42b之间的电阻变化。即,焊接部位w的大小(在本实施方式的例中为焊接面积)被设定为:即使因负极端子4b的第一扩径部(被铆接的部位)421b的损伤等而导致第一扩径部421b与负极轴部42b之间的导通路径被破坏(即使断开),在所述损伤等前后蓄电元件1的电阻也不会发生变化。因此,即使使用时蓄电元件1已被长时间放置在严酷的环境下等情况下,蓄电元件1中的电阻值也很难上升(即,能够确保蓄电元件1的电导通的可靠性)。
87.另外,在本实施方式的蓄电元件1中,负极凸缘部41b与负极轴部42b通过该负极轴部42b被铆接而相连接,负极凸缘部41b与负极轴部42b的第一扩径部421b的接触面积为46mm2以上且75mm2以下,负极凸缘部41b的厚度为0.9mm以上且1.1mm以下,与负极轴部42b焊接的第一金属层411a的厚度为0.4mm以上且0.6mm以下。因此,能够充分确保负极凸缘部41b与负极轴部42b的基于铆接及焊接的连接强度及导通性能。即,在通常使用蓄电元件1的状况下,能够确保充分耐用的负极凸缘部41b与负极轴部42b的连接强度及导通性能。
88.此外,本发明的蓄电元件不限于上述实施方式,在不脱离本发明的主旨的范围内当然能够追加各种变更。例如,能够在某实施方式的结构中追加其他实施方式的结构,另外,能够将某实施方式的结构的一部分置换成其他实施方式的结构。而且,能够删除某实施方式的结构的一部分。
89.在上述实施方式的蓄电元件1中,仅在负极端子4b中,凸缘部(负极凸缘部41b)与轴部(负极轴部42b)由不同部件构成,但不限于该结构。在正极端子4a中,凸缘部(正极凸缘部41a)与轴部(正极轴部42a)也可以由不同部件构成。
90.上述实施方式的负极凸缘部41b的第一金属层411a及负极轴部42b由纯铜构成,负极凸缘部41b的第二金属层411b由铝合金构成,但不限于该结构。第一金属层411a与负极轴部42b还可以由相同的金属(材质)构成。
91.另外,上述实施方式的负极凸缘部41b由具有两层金属层411(详细地说,为第一金属层411a及第二金属层411b)的包层材料构成,但不限于该结构。负极凸缘部41b还可以由具备三层以上的金属层411的包层材料构成。该情况下,只要相邻的金属层411彼此为不同种类的金属,则包层材料可以具有多层由相同种类的金属构成的金属层411。即使为这样的结构,在负极凸缘部41b与负极轴部42b的焊接部位w中,只要构成负极凸缘部41b的表层(焊接部位w侧)的金属层411的金属的种类与构成负极轴部42b的金属的种类相同,则能够确保充分的焊接强度。而且,若与被焊接的金属层411不同的金属层411由比构成所述表层的金属(上述实施方式的例中为铝系金属)硬的金属(在上述实施方式的例中,为铜系金属)构成,则能够在负极凸缘部41b中确保充分的强度。
92.在上述实施方式的负极端子4b中,负极轴部42b贯穿负极凸缘部41b,但不限于该结构。负极端子4b还可以为负极轴部42b不贯穿负极凸缘部41b的结构(参照图10)。
93.另外,在上述实施方式的负极端子4b中,负极轴部42b在与负极凸缘部41b的连接
位置具有一对扩径部(第一扩径部421b、第二扩径部422b),通过该一对扩径部421b、422b夹入负极凸缘部41b的贯穿孔周缘部413b,但不限于该结构。负极轴部42b还可以为在与负极凸缘部41b的连接位置处不具有扩径部的结构(例如,参照图10)。只要为负极轴部42b与负极凸缘部41b导通的(即,负极轴部42b具有与负极凸缘部41b导通的导通面4250b的)结构,则不对负极轴部42b与负极凸缘部41b的连接部位的具体结构进行限定。
94.另外,在上述实施方式中,对将蓄电元件作为能够充放电的非水电解质二次电池(例如锂离子二次电池)进行使用的情况进行了说明,但蓄电元件的种类、大小(容量)是任意的。另外,在上述实施方式中,作为蓄电元件的一例,说明了锂离子二次电池,但不限于此。例如,本发明还能够适用于各种二次电池,除此以外还适用于一次电池、双电层电容器等电容器的蓄电元件。
95.蓄电元件(例如电池)1还可以用于图11所示的蓄电装置(蓄电元件为电池的情况下为电池模块)11。蓄电装置11具有:至少两个蓄电元件1、对两个(不同的)蓄电元件1彼此进行电连接的总线部件12。该情况下,本发明的技术只要适用于至少一个蓄电元件1即可。
96.为了表示本发明,在上述中边参照附图边通过实施方式适当且充分地说明了本发明,但应认为只要为本领域技术人员就能够容易地对上述的实施方式进行变更及/或改良。因此,本领域技术人员所实施的变更形态或改良形态只要不脱离权利要求记载的范围,则该变更形态或该改良形态应被解释为包含在该权利要求的范围内。
97.附图标记说明
[0098]1…
蓄电元件,2
…
电极体,21
…
卷芯,22
…
层叠体,23
…
正极,231
…
金属箔,232
…
正极活性物质层,24
…
负极,241
…
金属箔,242
…
负极活性物质层,25
…
分隔件,26
…
非覆盖层叠部,3
…
外壳,31
…
外壳主体,311
…
封闭部,312
…
壳体部,313
…
长壁部,314
…
短壁部,32
…
盖板,34
…
开口周缘部,4
…
外部端子,4a
…
正极端子(外部端子),41a
…
正极凸缘部,411a
…
焊接面,42a
…
正极轴部,420a
…
正极轴部主体,421a
…
正极扩径部,4b
…
负极端子(外部端子),41b
…
负极凸缘部(凸缘部),411b
…
焊接面,412b
…
贯穿孔,413b
…
贯穿孔周缘部,411
…
金属层,411a
…
第一金属层,411b
…
第二金属层,42b
…
负极轴部(轴部),420b
…
负极轴部主体,421b
…
第一扩径部,421b
’…
第一扩径部相当部位,4210b
…
第一导通面,422b
…
第二扩径部,4220b
…
第二导通面,423b
…
第三扩径部,423b
’…
第三扩径部相当部位,4230b
…
第三导通面,4250b
…
导通面,5
…
集电体,50
…
夹子部件,51
…
第一连接部,51a
…
贯穿孔,52
…
第二连接部,53
…
弯曲部,6
…
绝缘部件,7a,7b
…
绝缘部件,11
…
蓄电装置,12
…
总线部件,100
…
外部端子,101
…
轴部,102
…
凸缘部,c
…
卷绕中心轴,w
…
焊接部位。
再多了解一些
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