JP7780485B2 - secondary battery - Google Patents
secondary batteryInfo
- Publication number
- JP7780485B2 JP7780485B2 JP2023165253A JP2023165253A JP7780485B2 JP 7780485 B2 JP7780485 B2 JP 7780485B2 JP 2023165253 A JP2023165253 A JP 2023165253A JP 2023165253 A JP2023165253 A JP 2023165253A JP 7780485 B2 JP7780485 B2 JP 7780485B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- plate
- joint
- secondary battery
- electrode
- case
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
- Gas Exhaust Devices For Batteries (AREA)
- Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
Description
本技術は、二次電池に関する。 This technology relates to secondary batteries.
非水電解液二次電池を開示した先行技術文献として、特開平8-148184号公報(特許文献1)がある。特許文献1に記載された非水電解液二次電池には、偏平角型電池容器の正電極および負電極に平行面でない側面に、複数方向に延びる溝が形成されている。 Prior art that discloses a nonaqueous electrolyte secondary battery is Japanese Patent Laid-Open Publication No. 8-148184 (Patent Document 1). The nonaqueous electrolyte secondary battery described in Patent Document 1 has grooves extending in multiple directions formed on the side of the flat prismatic battery case that is not parallel to the positive and negative electrodes.
二次電池を開示した先行技術文献として、特許5821605号(特許文献2)がある。特許文献2に記載された二次電池には、ケースにおける他の金属板の部分よりも厚さが薄い薄肉部が、金属板の縁部同士が溶接される箇所に安全弁として形成されている。 Patent Document 2 (JP Patent No. 5821605) is a prior art document disclosing a secondary battery. The secondary battery described in Patent Document 2 has a thin-walled portion that is thinner than the other metal plate portions of the case, formed as a safety valve at the point where the edges of the metal plates are welded together.
二次電池における信頼性の観点から、特許文献1および特許文献2に記載の二次電池には、信頼性の高い二次電池を効率的に製造することができる余地がある。 From the perspective of reliability in secondary batteries, the secondary batteries described in Patent Documents 1 and 2 have room for improvement in the efficient manufacture of highly reliable secondary batteries.
本技術は、上記の課題を解決するためになされたものであって、効率的に製造することができる信頼性の高い二次電池を提供することを目的とする。 This technology was developed to solve the above problems, and aims to provide a highly reliable secondary battery that can be manufactured efficiently.
本技術に基づく二次電池は、電極体と、ケースと、を備える。電極体は、第1電極と、第1電極とは極性が異なる第2電極と、を含む。ケースは、電極体を収容する。ケースは、ケース本体と、第1封口板と、第2封口板と、を含む。ケース本体は、第1の方向における第1の側の端部に位置する第1開口、および第1の方向における第1の側と反対側の第2の側の端部に位置する第2開口を有する。第1封口板は、第1開口を封止する。第2封口板は、第2開口を封止する。ケース本体は、一対の第1壁部を有する。一対の第1壁部は、第1の方向に直交する第2の方向において互いに対向する。一対の第1壁部の一方には、第1開口から第2開口まで延びる接合部が形成されている。接合部の一部には、ケースの内圧が所定値以上となったときに破断し、ケース内のガスをケース外に排出する脆弱部が設けられている。 A secondary battery based on this technology includes an electrode assembly and a case. The electrode assembly includes a first electrode and a second electrode having a polarity opposite to that of the first electrode. The case houses the electrode assembly. The case includes a case body, a first sealing plate, and a second sealing plate. The case body has a first opening located at an end of a first side in a first direction and a second opening located at an end of a second side opposite the first side in the first direction. The first sealing plate seals the first opening. The second sealing plate seals the second opening. The case body has a pair of first wall portions. The pair of first wall portions face each other in a second direction perpendicular to the first direction. One of the pair of first wall portions has a joint extending from the first opening to the second opening. A weak portion is provided in a part of the joint that breaks when the internal pressure of the case reaches or exceeds a predetermined value, thereby releasing gas inside the case to the outside.
本技術によれば、効率的に製造することができる信頼性の高い二次電池を提供することができる。 This technology makes it possible to provide highly reliable secondary batteries that can be manufactured efficiently.
以下に、本技術の実施の形態について説明する。なお、同一または相当する部分に同一の参照符号を付し、その説明を繰返さない場合がある。 The following describes an embodiment of the present technology. Note that the same or corresponding parts are designated by the same reference symbols, and their descriptions may not be repeated.
なお、以下に説明する実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本技術の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。また、以下の実施の形態において、各々の構成要素は、特に記載がある場合を除き、本技術にとって必ずしも必須のものではない。また、本技術は、本実施の形態において言及する作用効果を必ずしもすべて奏するものに限定されない。 Note that in the embodiments described below, when numbers, amounts, etc. are mentioned, the scope of the present technology is not necessarily limited to those numbers, amounts, etc., unless otherwise specified. Furthermore, in the embodiments described below, each component is not necessarily essential to the present technology, unless otherwise specified. Furthermore, the present technology is not necessarily limited to those that achieve all of the effects mentioned in the present embodiments.
なお、本明細書において、「備える(comprise)」および「含む(include)」、「有する(have)」の記載は、オープンエンド形式である。すなわち、ある構成を含む場合に、当該構成以外の他の構成を含んでもよいし、含まなくてもよい。 In this specification, the terms "comprise," "include," and "have" are open-ended. In other words, when a certain feature is included, other features may or may not be included.
また、本明細書において幾何学的な文言および位置・方向関係を表す文言、たとえば「平行」、「直交」、「斜め45°」、「同軸」、「沿って」などの文言が用いられる場合、それらの文言は、製造誤差ないし若干の変動を許容する。本明細書において「上側」、「下側」などの相対的な位置関係を表す文言が用いられる場合、それらの文言は、1つの状態における相対的な位置関係を示すものとして用いられるものであり、各機構の設置方向(たとえば機構全体を上下反転させる等)により、相対的な位置関係は反転ないし任意の角度に回動し得る。 In addition, when geometric terms and terms expressing positional or directional relationships are used in this specification, such as "parallel," "orthogonal," "45° diagonal," "coaxial," and "along," these terms allow for manufacturing errors and slight variations. When terms expressing relative positional relationships, such as "upper side" and "lower side," are used in this specification, these terms are used to indicate relative positional relationships in a single state, and the relative positional relationships can be reversed or rotated to any angle depending on the installation direction of each mechanism (for example, by turning the entire mechanism upside down).
本明細書において、「二次電池」は、リチウムイオン電池に限定されず、ニッケル水素電池およびナトリウムイオン電池などの他の二次電池を含み得る。本明細書において、「電極」は正極および負極を総称し得る。 In this specification, "secondary battery" is not limited to lithium-ion batteries, but may include other secondary batteries such as nickel-metal hydride batteries and sodium-ion batteries. In this specification, "electrode" may collectively refer to positive and negative electrodes.
なお、図面においては、二次電池が備える電極体の巻回軸に沿う方向をX方向、X方向から見てケースの短手方向をY方向、X方向から見てケースの長手方向をZ方向とする。また、本技術の理解を容易にするため、図面における各構成の寸法は実寸法から変更して示している箇所がある。また、図面においては、ケース本体と封口板との封口板接合部を図示していない場合がある。 In the drawings, the direction along the winding axis of the electrode body provided in the secondary battery is the X direction, the shorter direction of the case as viewed from the X direction is the Y direction, and the longer direction of the case as viewed from the X direction is the Z direction. To facilitate understanding of the present technology, the dimensions of each component in the drawings may be altered from their actual dimensions. Also, the drawings may not show the sealing plate joint between the case body and the sealing plate.
また、本願明細書においては、X方向をケース本体の第1開口および第2開口が並ぶ第1の方向、Y方向を一対の第1壁部(第1側面部)の一方における第1板状部分および第2板状部分が並ぶ第3の方向、Z方向を一対の第1壁部(第1側面部)どうしが並ぶ第2の方向とする。 In addition, in this specification, the X direction is defined as the first direction in which the first opening and second opening of the case body are aligned, the Y direction is defined as the third direction in which the first plate-shaped portion and second plate-shaped portion of one of the pair of first wall portions (first side portions) are aligned, and the Z direction is defined as the second direction in which the pair of first wall portions (first side portions) are aligned.
(実施の形態1)
(電池の全体構成)
図1は、本実施の形態に係る二次電池1の正面図である。図2ないし図5は、各々、図1に示す二次電池1を矢印II方向、矢印III方向、矢印IV方向、矢印V方向からみた状態を示す図である。図6は、図1に示す二次電池1の正面断面図である。
(Embodiment 1)
(Overall battery configuration)
Fig. 1 is a front view of a secondary battery 1 according to this embodiment. Figs. 2 to 5 are views of the secondary battery 1 shown in Fig. 1 as viewed from the directions of arrows II, III, IV, and V, respectively. Fig. 6 is a front cross-sectional view of the secondary battery 1 shown in Fig. 1.
二次電池1は、電気自動車(BEV:Battery Electric Vehicle)、プラグインハイブリッド車(PHEV:Plug-in Hybrid Electric Vehicle)、およびハイブリッド車(HEV:Hybrid Electric Vehicle)などに搭載可能である。ただし、二次電池1の用途は、車載用に限定されるものではない。 The secondary battery 1 can be installed in electric vehicles (BEVs: Battery Electric Vehicles), plug-in hybrid electric vehicles (PHEVs: Plug-in Hybrid Electric Vehicles), and hybrid electric vehicles (HEVs: Hybrid Electric Vehicles), etc. However, the use of the secondary battery 1 is not limited to vehicle use.
図1ないし図6に示すように、二次電池1は、ケース100と、電極体200と、電極端子300と、集電体400とを含む。 As shown in Figures 1 to 6, the secondary battery 1 includes a case 100, an electrode assembly 200, an electrode terminal 300, and a current collector 400.
二次電池1を含む組電池を構成するときは、複数の二次電池1が、それらのY方向に積層される。積層された二次電池1は、拘束部材により積層方向(Y方向)に拘束されて電池モジュールとされてもよいし、拘束部材を用いることなく、電池パックのケースの側面に組電池が直接的に支持されてもよい。 When constructing a battery pack including secondary batteries 1, multiple secondary batteries 1 are stacked in the Y direction. The stacked secondary batteries 1 may be constrained in the stacking direction (Y direction) by a restraining member to form a battery module, or the battery pack may be supported directly on the side of the battery pack case without using a restraining member.
ケース100は、電極体200を収容している。ケース100は、ケース本体110と、第1封口板120と、第2封口板130とを含む。 The case 100 houses the electrode assembly 200. The case 100 includes a case body 110, a first sealing plate 120, and a second sealing plate 130.
ケース本体110は、筒状、好ましくは角筒状の部材からなる。これにより、角形の二次電池1が得られる。ケース本体110は、金属製である。具体的には、ケース本体110は、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄または鉄合金などにより構成されている。ケース本体110が鉄または鉄合金で構成されている場合、ケース本体110がニッケル、スズまたは亜鉛などでメッキされていてもよい。 The case body 110 is made of a cylindrical, preferably rectangular, member. This results in a rectangular secondary battery 1. The case body 110 is made of metal. Specifically, the case body 110 is made of aluminum, an aluminum alloy, iron, an iron alloy, or the like. If the case body 110 is made of iron or an iron alloy, the case body 110 may be plated with nickel, tin, zinc, or the like.
図1,図2に示すように、ケース本体の両端部に第1封口板120および第2封口板130が各々設けられる。ケース本体110は、たとえば、曲げ加工を施した板状部材の端辺どうしを当接させ(図5に例示する接合部115)、互いに接合(たとえばレーザ溶接)することで、角筒状に形成され得る。「角筒状」の角部はR形状を有してもよい。 As shown in Figures 1 and 2, a first sealing plate 120 and a second sealing plate 130 are provided at both ends of the case body. The case body 110 can be formed into a rectangular tube shape, for example, by abutting the edges of bent plate-shaped members (joint 115 shown in Figure 5) and joining them together (for example, by laser welding). The corners of the "rectangular tube" may be rounded.
本実施の形態において、ケース本体110は、二次電池1のX方向において、二次電池1のY方向およびZ方向よりも長く形成される。ケース本体110のX方向の寸法は、好ましくは30cm以上程度である。これにより、比較的大型(高容量)の二次電池1を構成することができる。ケース本体110のZ方向の寸法は、好ましくは20cm以下程度であり、より好ましくは15cm以下程度であり、さらに好ましくは10cm以下程度である。これにより、比較的高さの低い(低ハイト)の二次電池1を構成することができ、たとえば車両への搭載性が向上する。 In this embodiment, the case body 110 is formed so that it is longer in the X direction of the secondary battery 1 than in the Y and Z directions of the secondary battery 1. The dimension of the case body 110 in the X direction is preferably approximately 30 cm or more. This allows for the construction of a relatively large (high-capacity) secondary battery 1. The dimension of the case body 110 in the Z direction is preferably approximately 20 cm or less, more preferably approximately 15 cm or less, and even more preferably approximately 10 cm or less. This allows for the construction of a relatively low-height secondary battery 1, which improves mountability in a vehicle, for example.
ケース本体110は、一対の第1側面部111(一対の第1壁部)と、一対の第2側面部112(一対の第2壁部)とを含む。一対の第1側面部111は、第1の方向(X方向)に直交する第2の方向(Z方向)において互いに対向している。一対の第1側面部111は、ケース100の底面部および上面部を構成している。 The case body 110 includes a pair of first side surfaces 111 (a pair of first walls) and a pair of second side surfaces 112 (a pair of second walls). The pair of first side surfaces 111 face each other in a second direction (Z direction) perpendicular to the first direction (X direction). The pair of first side surfaces 111 form the bottom and top surfaces of the case 100.
一対の第2側面部112は、第1の方向(X方向)および第2の方向(Z方向)に直交する第3の方向(Y方向)において互いに対向している。一対の第2側面部112は、ケース100の側面の一部を構成している。 The pair of second side surface portions 112 face each other in a third direction (Y direction) that is perpendicular to the first direction (X direction) and the second direction (Z direction). The pair of second side surface portions 112 form part of the side surfaces of the case 100.
一対の第1側面部111および一対の第2側面部112の各々は、互いに交差するように設けられている。一対の第1側面部111および一対の第2側面部112は、各々の端部において接続されている。本実施の形態のように、一対の第1側面部111の各々の面積は、一対の第2側面部112の各々の面積よりも小さいことが望ましい。 The pair of first side surface portions 111 and the pair of second side surface portions 112 are arranged so as to intersect with each other. The pair of first side surface portions 111 and the pair of second side surface portions 112 are connected at their respective ends. As in this embodiment, it is desirable that the area of each of the pair of first side surface portions 111 be smaller than the area of each of the pair of second side surface portions 112.
図5に示すように、一対の第1側面部の一方111Aには、接合部115が形成されている。接合部115は、第1開口113から第2開口114まで延びている。すなわち、接合部115は、二次電池1のX方向に延びている。接合部115において、ケース本体110を構成する板状部材の端辺どうしが接合されている。 As shown in FIG. 5 , a joint 115 is formed on one 111A of the pair of first side surfaces. The joint 115 extends from the first opening 113 to the second opening 114. In other words, the joint 115 extends in the X direction of the secondary battery 1. At the joint 115, the edges of the plate-like members that make up the case body 110 are joined together.
接合部115の一部には、脆弱部150が設けられている。脆弱部150は、ケース100の内圧が所定値以上となったときに破断し、かつケース100内のガスをケース100外に排出する。接合部115および脆弱部150の詳細については後述する。 A fragile portion 150 is provided in part of the joint 115. The fragile portion 150 breaks when the internal pressure of the case 100 reaches or exceeds a predetermined value, and releases gas from inside the case 100 to the outside of the case 100. Details of the joint 115 and the fragile portion 150 will be described later.
図3に示すように、ケース本体110の第1の方向(X方向)における第1の側の端部には、第1開口113が設けられている。第1開口113は、第1封口板120により封口される。第1開口113に封口板接合部125が形成されて、第1開口113が封口される。第1開口113および第1封口板120は、Y方向が短手方向、Z方向が長手方向となる略矩形形状を有する。 As shown in FIG. 3 , a first opening 113 is provided at the end of the first side in the first direction (X direction) of the case body 110. The first opening 113 is sealed by a first sealing plate 120. A sealing plate joint 125 is formed in the first opening 113, sealing the first opening 113. The first opening 113 and the first sealing plate 120 have a generally rectangular shape with the Y direction as the short side direction and the Z direction as the long side direction.
第1封口板120上には、負極端子301(第1電極端子)が設けられる。本実施の形態における負極端子301は、第1封口板120のY方向およびZ方向の各々の略中央に位置している。なお、負極端子301の位置は適宜変更され得る。 A negative electrode terminal 301 (first electrode terminal) is provided on the first sealing plate 120. In this embodiment, the negative electrode terminal 301 is located approximately in the center of the first sealing plate 120 in both the Y and Z directions. The position of the negative electrode terminal 301 can be changed as appropriate.
図4に示すように、ケース本体110の第1の方向(X方向)における第1の側と反対側の第2の側の端部には、第2開口114が設けられている。すなわち、第2開口114は、第1開口113とは反対側の端部に位置する。第2開口114は、第2封口板130により封口される。第2開口114に封口板接合部135が形成されて、第2開口114が封口される。第2開口114および第2封口板130は、Y方向が短手方向、Z方向が長手方向となる略矩形形状を有する。 As shown in FIG. 4 , a second opening 114 is provided at the end of a second side of the case body 110 opposite the first side in the first direction (X direction). That is, the second opening 114 is located at the end opposite the first opening 113. The second opening 114 is sealed by a second sealing plate 130. A sealing plate joint 135 is formed in the second opening 114, sealing the second opening 114. The second opening 114 and the second sealing plate 130 have a generally rectangular shape with the Y direction as the short side and the Z direction as the long side.
第2封口板130上には、正極端子302(第2電極端子)と、注液孔134とが設けられる。本実施の形態における正極端子302は、第2封口板130のY方向およびZ方向の各々の略中央に位置している。なお、正極端子302および注液孔134の位置は適宜変更され得る。 A positive electrode terminal 302 (second electrode terminal) and a liquid inlet hole 134 are provided on the second sealing plate 130. In this embodiment, the positive electrode terminal 302 is located approximately in the center of the second sealing plate 130 in both the Y and Z directions. The positions of the positive electrode terminal 302 and the liquid inlet hole 134 can be changed as appropriate.
第1封口板120および第2封口板130は、金属製である。具体的には、第1封口板120および第2封口板130は、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄または鉄合金などにより構成されている。第1封口板120および第2封口板130が鉄または鉄合金で構成されている場合、第1封口板120および第2封口板130がニッケル、スズまたは亜鉛などでメッキされていてもよい。 The first sealing plate 120 and the second sealing plate 130 are made of metal. Specifically, the first sealing plate 120 and the second sealing plate 130 are made of aluminum, an aluminum alloy, iron, an iron alloy, or the like. If the first sealing plate 120 and the second sealing plate 130 are made of iron or an iron alloy, the first sealing plate 120 and the second sealing plate 130 may be plated with nickel, tin, zinc, or the like.
負極端子301は、電極体200の負極(第1電極)と電気的に接続される。負極端子301は、第1封口板120、すなわちケース100に取り付けられる。 The negative electrode terminal 301 is electrically connected to the negative electrode (first electrode) of the electrode body 200. The negative electrode terminal 301 is attached to the first sealing plate 120, i.e., the case 100.
正極端子302は、電極体200の正極(第2電極)と電気的に接続される。正極端子302は、第2封口板130、すなわちケース100に取り付けられる。 The positive electrode terminal 302 is electrically connected to the positive electrode (second electrode) of the electrode body 200. The positive electrode terminal 302 is attached to the second sealing plate 130, i.e., the case 100.
負極端子301は、導電性素材(より具体的には金属)により構成され、たとえば銅または銅合金などにより構成され得る。負極端子301の外側表面部分にアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる部分ないし層を設けてもよい。 The negative electrode terminal 301 is made of a conductive material (more specifically, a metal), such as copper or a copper alloy. The outer surface of the negative electrode terminal 301 may also be provided with a portion or layer made of aluminum or an aluminum alloy.
正極端子302は、導電性素材(より具体的には金属)により構成され、たとえばアルミニウムまたはアルミニウム合金などにより構成され得る。 The positive terminal 302 is made of a conductive material (more specifically, a metal), such as aluminum or an aluminum alloy.
注液孔134は、封止部材(図示せず)により封止される。封止部材としては、たとえばブラインドリベットおよびその他の金属部材を用いることができる。 The liquid inlet hole 134 is sealed with a sealing member (not shown). Examples of sealing members that can be used include blind rivets and other metal members.
電極体200は、後述する正極板および負極板を有する扁平形状の電極体である。具体的には、電極体200は、図示しない帯状のセパレータを介して帯状の正極板および帯状の負極板がともに巻回された巻回型電極体である。ただし、本明細書において「電極体」は巻回型電極体に限定されず、複数枚の正極板と複数枚の負極板とが交互に積層された積層型電極体であってもよい。帯状のセパレータは、たとえばポリオレフィン性の微多孔膜により構成することができる。電極体が複数の正極板と複数の負極板を含み、各正極板に設けられた正極タブが積層されて正極タブ群を構成してもよく、各負極板に設けられた負極タブが積層されて負極タブ群を構成してもよい。なお、電極体200は、複数の巻回型電極体を含んでもよく、あるいは、複数の積層型電極体を含んでもよい。 The electrode assembly 200 is a flat-shaped electrode assembly having positive and negative electrode plates, as described below. Specifically, the electrode assembly 200 is a wound-type electrode assembly in which a strip-shaped positive electrode plate and a strip-shaped negative electrode plate are wound together via a strip-shaped separator (not shown). However, in this specification, the term "electrode assembly" is not limited to a wound-type electrode assembly, but may also be a stacked-type electrode assembly in which multiple positive electrode plates and multiple negative electrode plates are alternately stacked. The strip-shaped separator may be composed of, for example, a polyolefin microporous membrane. The electrode assembly may include multiple positive electrode plates and multiple negative electrode plates, and the positive electrode tabs provided on each positive electrode plate may be stacked to form a positive electrode tab group, or the negative electrode tabs provided on each negative electrode plate may be stacked to form a negative electrode tab group. The electrode assembly 200 may include multiple wound-type electrode bodies, or may include multiple stacked-type electrode bodies.
図6に示すように、ケース100は、電極体200を収容する。電極体200は、その巻回軸がX方向と平行になるようにケース100内に収容される。 As shown in Figure 6, the case 100 houses the electrode assembly 200. The electrode assembly 200 is housed in the case 100 so that its winding axis is parallel to the X direction.
具体的には、ケース100内に配置された図示しない絶縁シートの内側に、単数または複数の巻回型電極体が図示しない電解液(電解質)とともに収容されている。電解液(非水電解液)としては、たとえば、エチレンカーボネート(EC)、エチルメチルカーボネート(EMC)、およびジエチルカーボネート(DEC)とを、体積比(25℃)30:30:40の割合で混合した非水溶媒に、LiPF6を1.2モル/Lの濃度で溶解させたものを用いることができる。なお、電解液に代えて、固体電解質が用いられてもよい。 Specifically, one or more wound electrode bodies are housed together with an electrolytic solution (electrolyte) (not shown) inside an insulating sheet (not shown) arranged in the case 100. As the electrolytic solution (nonaqueous electrolytic solution), for example, a solution in which LiPF6 is dissolved at a concentration of 1.2 mol/L in a nonaqueous solvent in which ethylene carbonate ( EC ), ethyl methyl carbonate (EMC), and diethyl carbonate (DEC) are mixed in a volume ratio (25°C) of 30:30:40 can be used. Note that a solid electrolyte may be used instead of the electrolytic solution.
電極体200は、本体部(正極板と負極板とがセパレータを介して積層された部分)と、第1電極タブ群220(負極タブ群)と、第2電極タブ群250(正極タブ群)とを含む。 The electrode assembly 200 includes a main body (the portion where positive and negative electrode plates are stacked with a separator in between), a first electrode tab group 220 (negative electrode tab group), and a second electrode tab group 250 (positive electrode tab group).
本体部は、後述する負極板210(第1電極)および正極板240(第2電極)により構成されている。第1電極タブ群220は、本体部に対してX方向における第1封口板120側の端部に位置する。第2電極タブ群250は、本体部に対して第1の方向(X方向)における第2封口板130側の端部に位置する。 The main body is composed of a negative electrode plate 210 (first electrode) and a positive electrode plate 240 (second electrode), which will be described later. The first electrode tab group 220 is located at the end of the main body on the first sealing plate 120 side in the X direction. The second electrode tab group 250 is located at the end of the main body on the second sealing plate 130 side in the first direction (X direction).
第1電極タブ群220および第2電極タブ群250は、電極体200の中央部分から各々第1封口板120または第2封口板130に向かって突出するように形成される。 The first electrode tab group 220 and the second electrode tab group 250 are formed to protrude from the center of the electrode body 200 toward the first sealing plate 120 or the second sealing plate 130, respectively.
集電体400は、負極集電体400Aと正極集電体400Bとを含む。負極集電体400Aおよび正極集電体400Bは、各々板状部材からなる。電極体200は、集電体400を介して負極端子301および正極端子302と電気的に接続される。 The current collector 400 includes a negative electrode current collector 400A and a positive electrode current collector 400B. The negative electrode current collector 400A and the positive electrode current collector 400B are each made of a plate-shaped member. The electrode body 200 is electrically connected to the negative electrode terminal 301 and the positive electrode terminal 302 via the current collector 400.
負極集電体400Aは、樹脂製の絶縁部材を介して、第1封口板120上に配置されている。負極集電体400Aは、第1電極タブ群220および負極端子301と電気的に接続される。負極集電体400Aは、導電性素材(より具体的には金属)により構成され、たとえば銅または銅合金などにより構成され得る。 The negative electrode current collector 400A is disposed on the first sealing plate 120 via a resin insulating member. The negative electrode current collector 400A is electrically connected to the first electrode tab group 220 and the negative electrode terminal 301. The negative electrode current collector 400A is made of a conductive material (more specifically, a metal), and may be made of, for example, copper or a copper alloy.
正極集電体400Bは、樹脂製の絶縁部材を介して、第2封口板130上に配置されている。正極集電体400Bは、第2電極タブ群250および正極端子302と電気的に接続される。正極集電体400Bは、導電性素材(より具体的には金属)により構成され、たとえばアルミニウムまたはアルミニウム合金などにより構成され得る。なお、第2電極タブ群250を直接、または正極集電体400Bを介して第2封口板130に電気的に接続してもよい。この場合、第2封口板130が正極端子302の役割を果たしてもよい。 The positive electrode current collector 400B is disposed on the second sealing plate 130 via a resin insulating member. The positive electrode current collector 400B is electrically connected to the second electrode tab group 250 and the positive electrode terminal 302. The positive electrode current collector 400B is made of a conductive material (more specifically, a metal), such as aluminum or an aluminum alloy. The second electrode tab group 250 may be electrically connected to the second sealing plate 130 directly or via the positive electrode current collector 400B. In this case, the second sealing plate 130 may serve as the positive electrode terminal 302.
(電極体200の構成)
図7は、負極板210が成形される前の負極原板210Sを示す正面図であり、図8は、図7に示す負極原板210SのVIII-VIII断面図であり、図9は、負極原板210Sから形成された負極板210を示す正面図である。
(Configuration of electrode body 200)
FIG. 7 is a front view showing the negative electrode original plate 210S before the negative electrode plate 210 is formed, FIG. 8 is a cross-sectional view of the negative electrode original plate 210S shown in FIG. 7 taken along line VIII-VIII, and FIG. 9 is a front view showing the negative electrode plate 210 formed from the negative electrode original plate 210S.
負極板210は、負極原板210Sを加工することにより製造される。図7および図8に示すように、負極原板210Sは、負極芯体211と、負極活物質層212とを含む。負極芯体211は、銅箔または銅合金箔である。 The negative electrode plate 210 is manufactured by processing a negative electrode base plate 210S. As shown in Figures 7 and 8, the negative electrode base plate 210S includes a negative electrode core 211 and a negative electrode active material layer 212. The negative electrode core 211 is copper foil or copper alloy foil.
負極芯体211には、両面の一方側の端部を除いて負極活物質層212が形成されている。負極活物質層212は、負極活物質層スラリーをダイコータによって塗布することにより形成される。 Anode active material layers 212 are formed on both sides of the anode substrate 211, except for one end. The anode active material layers 212 are formed by applying anode active material layer slurry using a die coater.
負極活物質層スラリーは、負極活物質としての黒鉛、結着材としてのスチレンブタジエンゴム(SBR)及びカルボキシメチルセルロース(CMC)、および、分散媒としての水を、黒鉛:SBR:CMCの質量比が約98:1:1となるように混練することによって作製される。 The negative electrode active material layer slurry is prepared by kneading graphite as the negative electrode active material, styrene butadiene rubber (SBR) and carboxymethyl cellulose (CMC) as binders, and water as a dispersion medium in a graphite:SBR:CMC mass ratio of approximately 98:1:1.
負極活物質層スラリーが塗布された負極芯体211を乾燥させ、負極活物質層スラリーに含まれる水を除去することにより、負極活物質層212が形成される。さらに、負極活物質層212を圧縮することにより、負極芯体211および負極活物質層212を含む負極原板210Sが形成される。負極原板210Sを所定の形状に切断することにより、負極板210が成形される。負極原板210Sは、エネルギー線の照射によるレーザ加工、金型加工、または、カッター加工などにより切断することができる。 The negative electrode substrate 211 coated with the negative electrode active material layer slurry is dried to remove the water contained in the negative electrode active material layer slurry, thereby forming the negative electrode active material layer 212. The negative electrode active material layer 212 is then compressed to form the negative electrode base plate 210S, which includes the negative electrode substrate 211 and the negative electrode active material layer 212. The negative electrode base plate 210S is cut into a predetermined shape to form the negative electrode plate 210. The negative electrode base plate 210S can be cut by laser processing using energy beam irradiation, mold processing, cutter processing, or the like.
図9に示すように、負極原板210Sから成形された負極板210の幅方向の一方端部には、負極芯体211からなる負極タブ230が複数設けられている。負極板210を巻回したとき、複数の負極タブ230が積層されて第1電極タブ群220となる。これにより、第1電極タブ群220は、負極板210(第1電極)に接続された状態となる。複数の負極タブ230の各々の位置および突出方向の長さは、第1電極タブ群220が負極集電体400Aに接続される状態を考慮して適宜調整される。なお、負極タブ230の形状は図8に例示するものに限定されない。 As shown in FIG. 9 , a plurality of negative electrode tabs 230 made of a negative electrode core 211 are provided at one widthwise end of a negative electrode plate 210 formed from a negative electrode original plate 210S. When the negative electrode plate 210 is wound, the plurality of negative electrode tabs 230 are stacked to form a first electrode tab group 220. As a result, the first electrode tab group 220 is connected to the negative electrode plate 210 (first electrode). The position and protruding length of each of the plurality of negative electrode tabs 230 are adjusted as appropriate, taking into account the state in which the first electrode tab group 220 is connected to the negative electrode current collector 400A. Note that the shape of the negative electrode tabs 230 is not limited to the example shown in FIG. 8 .
図10は、正極板240が成形される前の正極原板240Sを示す正面図であり、図11は、図10に示す正極原板240SのXI-XI断面図であり、図12は、正極原板240Sから形成された正極板240を示す正面図である。 Figure 10 is a front view showing the positive electrode plate 240S before the positive electrode plate 240 is formed, Figure 11 is a cross-sectional view taken along line XI-XI of the positive electrode plate 240S shown in Figure 10, and Figure 12 is a front view showing the positive electrode plate 240 formed from the positive electrode plate 240S.
第2電極である正極板240は、第1電極である負極板210と異なる極性を有している。正極板240は、正極原板240Sを加工することにより製造される。図10および図11に示すように、正極原板240Sは、正極芯体241と、正極活物質層242と、正極保護層243とを含む。正極芯体241は、アルミニウム箔またはアルミニウム合金箔である。 The positive electrode plate 240, which is the second electrode, has a polarity different from that of the negative electrode plate 210, which is the first electrode. The positive electrode plate 240 is manufactured by processing a positive electrode base plate 240S. As shown in Figures 10 and 11, the positive electrode base plate 240S includes a positive electrode core 241, a positive electrode active material layer 242, and a positive electrode protective layer 243. The positive electrode core 241 is an aluminum foil or an aluminum alloy foil.
正極芯体241には、両面の一方側の端部を除いて正極活物質層242が形成されている。正極活物質層242は、正極活物質層スラリーをダイコータによって塗布することにより正極芯体241上に形成される。 A positive electrode active material layer 242 is formed on both sides of the positive electrode core 241, except for one end. The positive electrode active material layer 242 is formed on the positive electrode core 241 by applying a positive electrode active material layer slurry using a die coater.
正極活物質層スラリーは、正極活物質としてのリチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物、結着材としてのポリフッ化ビニリデン(PVdF)、導電材としての炭素材料、および、分散媒としてのN-メチル-2-ピロリドン(NMP)を、リチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物:PVdF:炭素材料の質量比が約97.5:1:1.5となるように混練することによって作製される。 The positive electrode active material layer slurry is prepared by kneading lithium nickel cobalt manganese composite oxide as the positive electrode active material, polyvinylidene fluoride (PVdF) as a binder, carbon material as a conductive material, and N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) as a dispersion medium so that the mass ratio of lithium nickel cobalt manganese composite oxide:PVdF:carbon material is approximately 97.5:1:1.5.
正極保護層243は、正極芯体241に接し、正極活物質層242の幅方向の一方側の端部に形成されている。正極保護層243は、正極保護層スラリーをダイコータによって塗布することにより正極芯体241上に形成される。正極保護層243は、正極活物質層242の電気抵抗よりも大きな電気抵抗を有する。 The positive electrode protective layer 243 is in contact with the positive electrode core 241 and is formed on one end of the positive electrode active material layer 242 in the width direction. The positive electrode protective layer 243 is formed on the positive electrode core 241 by applying positive electrode protective layer slurry using a die coater. The positive electrode protective layer 243 has a higher electrical resistance than the positive electrode active material layer 242.
正極保護層スラリーは、アルミナ粉末、導電材としての炭素材料、結着材としてのPVdF、および、分散媒としてのNMPを、アルミナ粉末:炭素材料:PVdFの質量比が約83:3:14となるように混練することによって作製される。 The positive electrode protective layer slurry is prepared by kneading alumina powder, a carbon material as a conductive material, PVdF as a binder, and NMP as a dispersion medium so that the mass ratio of alumina powder:carbon material:PVdF is approximately 83:3:14.
正極活物質層スラリーおよび正極保護層スラリーが塗布された正極芯体241を乾燥させ、正極活物質層スラリーおよび正極保護層スラリーに含まれるNMPを除去することにより、正極活物質層242および正極保護層243が形成される。さらに、正極活物質層242を圧縮することにより、正極芯体241、正極活物質層242および正極保護層243を含む正極原板240Sが形成される。正極原板240Sを所定の形状に切断することにより、正極板240が成形される。正極原板240Sは、エネルギー線の照射によるレーザ加工、金型加工、または、カッター加工などにより切断することができる。 The positive electrode substrate 241 coated with the positive electrode active material layer slurry and the positive electrode protective layer slurry is dried, and the NMP contained in the positive electrode active material layer slurry and the positive electrode protective layer slurry is removed, thereby forming the positive electrode active material layer 242 and the positive electrode protective layer 243. The positive electrode active material layer 242 is then compressed to form the positive electrode substrate 240S, which includes the positive electrode substrate 241, the positive electrode active material layer 242, and the positive electrode protective layer 243. The positive electrode substrate 240S is cut into a predetermined shape to form the positive electrode plate 240. The positive electrode substrate 240S can be cut by laser processing using energy beam irradiation, mold processing, cutter processing, or the like.
図12に示すように、正極原板240Sから成形された正極板240の幅方向の一方端部には、正極芯体241からなる正極タブ260が複数設けられている。正極板240を巻回したとき、複数の正極タブ260が積層されて第2電極タブ群250となる。これにより、第2電極タブ群250は、正極板240(第2電極)に接続された状態となる。複数の正極タブ260の各々の位置および突出方向の長さは、第2電極タブ群250が正極集電体400Bに接続される状態を考慮して適宜調整される。なお、正極タブ260の形状は図12に例示するものに限定されない。 As shown in FIG. 12 , a plurality of positive electrode tabs 260 made of a positive electrode core 241 are provided at one widthwise end of a positive electrode plate 240 formed from a positive electrode original plate 240S. When the positive electrode plate 240 is wound, the plurality of positive electrode tabs 260 are stacked to form a second electrode tab group 250. As a result, the second electrode tab group 250 is connected to the positive electrode plate 240 (second electrode). The position and protruding length of each of the plurality of positive electrode tabs 260 are adjusted as appropriate, taking into account the state in which the second electrode tab group 250 is connected to the positive electrode current collector 400B. Note that the shape of the positive electrode tabs 260 is not limited to the example shown in FIG. 12 .
複数の正極タブ260の各々の根元には、正極保護層243が設けられている。正極タブ260の根元に必ずしも正極保護層243が設けられていなくてもよい。 A positive electrode protective layer 243 is provided at the base of each of the multiple positive electrode tabs 260. The positive electrode protective layer 243 does not necessarily have to be provided at the base of the positive electrode tab 260.
典型的な例では、負極タブ230(1枚)の厚みは、正極タブ260(1枚)の厚みよりも小さい。この場合、第1電極タブ群220の厚みは、第2電極タブ群250の厚みよりも小さい。 In a typical example, the thickness of the negative electrode tab 230 (one piece) is smaller than the thickness of the positive electrode tab 260 (one piece). In this case, the thickness of the first electrode tab group 220 is smaller than the thickness of the second electrode tab group 250.
(ケース本体110の作製)
図13は、ケース本体を構成する板状部材を示す図である。図14は、図13に示す板状部材を折り曲げた状態を示す図である。
(Fabrication of the Case Body 110)
Fig. 13 is a view showing a plate-like member constituting the case main body, and Fig. 14 is a view showing the plate-like member shown in Fig. 13 in a folded state.
図13に示すように、ケース本体110は、1枚の板状部材を折り曲げることによって構成される。板状部材11は、折り曲げ部12に沿って折り曲げられる。これにより、図14に示すように、一対の第1側面部111を有する筒形状が構成される。ここで、折り曲げ部12に平行な2つの端辺13が突き合わされた部分が接合部115となる。なお、2つの端辺13の近傍を、板状部材11の厚み方向にそれぞれ重ね合わせて接合してもよい。 As shown in Figure 13, the case body 110 is formed by bending a single plate-shaped member. The plate-shaped member 11 is bent along the bending portion 12. This forms a cylindrical shape having a pair of first side surfaces 111, as shown in Figure 14. Here, the portion where two end edges 13 parallel to the bending portion 12 butt together forms the joint portion 115. Note that the vicinity of the two end edges 13 may also be overlapped and joined in the thickness direction of the plate-shaped member 11.
(接合部115および脆弱部150の構造)
図15は、ケース本体における脆弱部の配置を示す斜視図である。図16は、図15に示すケース本体のXVI-XVI断面図である。
(Structure of the joint portion 115 and the fragile portion 150)
Fig. 15 is a perspective view showing the arrangement of the weak portions in the case body, and Fig. 16 is a cross-sectional view of the case body shown in Fig. 15 taken along line XVI-XVI.
図15および図16に示すように、一対の第1側面部の一方111Aに接合部115が設けられる。接合部115は、ケース本体110の板状部材が溶融した後、凝固した部分である。 As shown in Figures 15 and 16, a joint 115 is provided on one of the pair of first side surfaces 111A. The joint 115 is a portion where the plate-shaped member of the case body 110 melts and then solidifies.
接合部115は、たとえばレーザ照射により形成される。なお、接合部115は、レーザ照射による形成方法に限定されず、アーク溶接などの他の高エネルギー線を用いて形成されてもよいし、ケース本体110の板状部材に電圧を印加した際の伝熱を用いた抵抗溶接などであってもよい。 The joint 115 is formed, for example, by laser irradiation. Note that the method of forming the joint 115 is not limited to laser irradiation, and it may be formed using other high-energy rays such as arc welding, or resistance welding that uses heat transfer when a voltage is applied to the plate-like members of the case body 110.
接合部115は、第1接合部116と、第2接合部117と、脆弱部150とを含む。脆弱部150は、第1の方向(X方向)において、第1接合部116および第2接合部117に挟まれて位置している。 The joint portion 115 includes a first joint portion 116, a second joint portion 117, and a fragile portion 150. The fragile portion 150 is located between the first joint portion 116 and the second joint portion 117 in the first direction (X direction).
脆弱部150は、接合部115のうちの2か所以下に設けられることが好ましい。脆弱部150は、接合部115のうちの1か所に設けられることがより好ましい。本実施の形態においては、脆弱部150は、接合部115のうちの1か所に設けられている。 It is preferable that the fragile portion 150 be provided in two or less of the joints 115. It is more preferable that the fragile portion 150 be provided in one of the joints 115. In this embodiment, the fragile portion 150 is provided in one of the joints 115.
ケース100内にガスが発生した場合、一対の第1側面部の一方111Aにおける第1の方向(X方向)の中央部は、ケース100において最も変形しやすい部分である。中央部とは、一対の第1側面部の一方111AにおけるX方向の中央の1点だけでなく、当該中央の周辺を含む範囲である。脆弱部150は、第1の方向(X方向)において、一対の第1側面部の一方111Aにおける中央部に配置されている。 When gas is generated inside the case 100, the central portion of one of the pair of first side portions 111A in the first direction (X direction) is the portion of the case 100 that is most susceptible to deformation. The central portion refers not only to a single point in the center of one of the pair of first side portions 111A in the X direction, but also to a range that includes the periphery of that center. The fragile portion 150 is located in the central portion of one of the pair of first side portions 111A in the first direction (X direction).
図15に示すように、脆弱部150は、第1の方向(X方向)における第1接合部116の長さL1と第2接合部117の長さL2との比率が、L1/L2=0.8~1.2の関係となるように配置されることが好ましい。 As shown in Figure 15, it is preferable that the fragile portion 150 be arranged so that the ratio of the length L1 of the first joint portion 116 to the length L2 of the second joint portion 117 in the first direction (X direction) satisfies the relationship L1/L2 = 0.8 to 1.2.
第1の方向(X方向)において、脆弱部150の長さは、接合部115の長さの1/3以下であることが好ましい。これにより、ケース100の内部にガスが発生した場合に、脆弱部150にガスの圧力を集中させやすくすることができる。 In the first direction (X direction), the length of the fragile portion 150 is preferably 1/3 or less of the length of the joint portion 115. This makes it easier to concentrate gas pressure at the fragile portion 150 when gas is generated inside the case 100.
図17は、図16に示すケース本体のXVII-XVII断面図である。図18は、図16に示すケース本体のXVIII-XVIII断面図である。 Figure 17 is a cross-sectional view of the case body shown in Figure 16 taken along line XVII-XVII. Figure 18 is a cross-sectional view of the case body shown in Figure 16 taken along line XVIII-XVIII.
一対の第1側面部の一方111Aは、第1板状部分118および第2板状部分119を有している。本実施の形態における第1板状部分118および第2板状部分119の第2の方向(Z方向)における厚みは、接合部115が形成される位置と他の位置とにおいて略同じである。具体的には、第1板状部分118および第2板状部分119の第2の方向(Z方向)における厚みは、接合部115が形成される位置と他の位置とにおいて0.9以上1.1以下の厚みの比率である。 One of the pair of first side surface portions 111A has a first plate-shaped portion 118 and a second plate-shaped portion 119. In this embodiment, the thicknesses of the first plate-shaped portion 118 and the second plate-shaped portion 119 in the second direction (Z direction) are substantially the same at the position where the joint 115 is formed and at other positions. Specifically, the thickness ratio of the first plate-shaped portion 118 and the second plate-shaped portion 119 in the second direction (Z direction) is 0.9 or more and 1.1 or less at the position where the joint 115 is formed and at other positions.
第1板状部分118および第2板状部分119は、接合部115において互いに接合される。本実施の形態における第1板状部分118および第2板状部分119は、第1の方向(X方向)および第2の方向(Z方向)に直交する第3の方向(Y方向)において対向している。第1板状部分118および第2板状部分119は、接合部115において互いに突き合わせ接合(本実施の形態においては突き合わせ溶接)されている。なお、第1板状部分118および第2板状部分119が突き合わせ溶接される際には、互いの間に隙間があいていてもよい。 The first plate-shaped portion 118 and the second plate-shaped portion 119 are joined to each other at the joint 115. In this embodiment, the first plate-shaped portion 118 and the second plate-shaped portion 119 face each other in a third direction (Y direction) that is perpendicular to the first direction (X direction) and the second direction (Z direction). The first plate-shaped portion 118 and the second plate-shaped portion 119 are butt-joined to each other (butt-welded in this embodiment) at the joint 115. Note that when the first plate-shaped portion 118 and the second plate-shaped portion 119 are butt-welded, a gap may be present between them.
脆弱部150は、第2の方向(Z方向)における第1板状部分118と第2板状部分119とが当接する領域Rに沿う接合部分である。 The fragile portion 150 is a joint portion along the region R where the first plate-shaped portion 118 and the second plate-shaped portion 119 abut in the second direction (Z direction).
接合部115は、脆弱部150において、第2の方向(Z方向)の寸法が脆弱部150以外における寸法よりも小さくなるように形成されている。これにより、接合部115は、脆弱部150において、脆弱部以外(第1接合部116および第2接合部117)よりも第2の方向(Z方向)に浅く(厚みを小さく)形成されている。 The joint 115 is formed so that the dimension in the second direction (Z direction) at the fragile portion 150 is smaller than the dimension at any other portion than the fragile portion 150. As a result, the joint 115 is formed shallower (thicker) in the second direction (Z direction) at the fragile portion 150 than the portions other than the fragile portion (first joint 116 and second joint 117).
本実施の形態における接合部115は、脆弱部150における最大深さが、脆弱部150以外における最大深さよりも浅い。具体的には、脆弱部150における第2の方向(Z方向)の深さD2が、脆弱部150以外である第1接合部116および第2接合部117における第2の方向(Z方向)の深さD1よりも小さくなるように形成されている。 In this embodiment, the maximum depth of the joint 115 at the fragile portion 150 is shallower than the maximum depth at the portions other than the fragile portion 150. Specifically, the joint 115 is formed so that the depth D2 in the second direction (Z direction) at the fragile portion 150 is smaller than the depth D1 in the second direction (Z direction) at the first joint 116 and the second joint 117, which are portions other than the fragile portion 150.
脆弱部150における接合部115の深さD2は、脆弱部150以外である第1接合部116および第2接合部117における接合部115の深さD1に対して、90%以下であることが好ましく、80%以下であることがより好ましい。また、深さD2は、深さD1に対して、30%以上であることが好ましく、40%以上であることがより好ましい。 The depth D2 of the joint 115 at the fragile portion 150 is preferably 90% or less, and more preferably 80% or less, of the depth D1 of the joint 115 at the first joint 116 and the second joint 117 other than the fragile portion 150. Furthermore, the depth D2 is preferably 30% or more, and more preferably 40% or more, of the depth D1.
接合部115の形成に高エネルギー線であるレーザ溶接を用いた場合、レーザの軌道、速度または出力を調整することによって、接合部115の深さを変化させることができる。 When laser welding, which uses high-energy rays, is used to form the joint 115, the depth of the joint 115 can be changed by adjusting the trajectory, speed, or output of the laser.
脆弱部150のように接合深さが浅い部分を接合部115の一部に形成することによって、第1板状部分118および第2板状部分119の接合強度が弱い部分を形成することができる。これにより、ケース100の内部にガスが発生した場合、脆弱部150は、ケース100の内圧が所定値以上となったときに破断し、かつケース100内のガスをケース100外に排出する。 By forming a portion with a shallow bond depth, such as the fragile portion 150, as part of the bonded portion 115, it is possible to form a portion with weak bond strength between the first plate-shaped portion 118 and the second plate-shaped portion 119. As a result, if gas is generated inside the case 100, the fragile portion 150 will break when the internal pressure of the case 100 reaches or exceeds a predetermined value, and the gas inside the case 100 will be released to the outside of the case 100.
本技術の実施の形態1に係る二次電池1においては、ケース本体110を接合する接合部115の一部に脆弱部150を設ける。接合部115の一部に脆弱部150を形成することによって、接合部の形成とは別に溝などの脆弱部を設ける場合と比較して、接合部115と脆弱部150とを同じ工程で形成することができるため、加工工程を削減して効率的に脆弱部150を設けることができる。その結果、接合部115の一部に脆弱部150を形成して効率的に二次電池1を製造でき、脆弱部150がガス排出の役割をして電池の信頼性が高い二次電池1を提供することができる。 In the secondary battery 1 according to embodiment 1 of the present technology, a fragile portion 150 is provided in a part of the joint 115 that joins the case body 110. By forming the fragile portion 150 in a part of the joint 115, the joint 115 and the fragile portion 150 can be formed in the same process, compared to when a fragile portion such as a groove is provided separately from the formation of the joint, and therefore the number of processing steps can be reduced and the fragile portion 150 can be provided efficiently. As a result, the secondary battery 1 can be manufactured efficiently by forming the fragile portion 150 in a part of the joint 115, and the fragile portion 150 acts as a gas release, making it possible to provide a secondary battery 1 with high battery reliability.
本技術の実施の形態1に係る二次電池1においては、ケース100内にガスが発生した場合に、複数の二次電池1が積層されて互いに隣接する第2側面部112(第2壁部)側ではなく、第2側面部112より面積が小さい第1側面部111(第1壁部)側に脆弱部150を設けることによって、発生したガスが隣接する二次電池1に干渉することなく、ガスを外部に排出しやすくすることができる。 In the secondary battery 1 according to embodiment 1 of the present technology, when gas is generated inside the case 100, the weak portion 150 is provided on the first side surface portion 111 (first wall portion) side, which has a smaller area than the second side surface portion 112, rather than on the second side surface portion 112 (second wall portion) side where multiple secondary batteries 1 are stacked and adjacent to each other. This makes it easier for the generated gas to be discharged to the outside without interfering with adjacent secondary batteries 1.
本技術の実施の形態1に係る二次電池1においては、突き合わせ接合(突き合わせ溶接)によって接合部115が形成される場合、脆弱部150における第2の方向(Z方向)の接合部115の深さD2が脆弱部150以外における接合部115の深さD1よりも浅くなるように形成されることによって、脆弱部150以外に対して脆弱部150を優先的に破断させることができる。 In the secondary battery 1 according to embodiment 1 of the present technology, when the joint 115 is formed by butt joining (butt welding), the depth D2 of the joint 115 in the second direction (Z direction) at the fragile portion 150 is formed to be shallower than the depth D1 of the joint 115 at other parts than the fragile portion 150, thereby allowing the fragile portion 150 to fracture preferentially relative to other parts than the fragile portion 150.
本技術の実施の形態1に係る二次電池1においては、ケース100の内圧が上昇した場合、ケース100において最も変形しやすい部分である第1側面部111の第1の方向(X方向)の中央部に脆弱部150を配置することによって、脆弱部150を破断させやすくすることができる。なお、脆弱部150の少なくとも一部が、一対の第1側面部の一方111AにおけるX方向の中心上に配置されることが好ましい。 In the secondary battery 1 according to embodiment 1 of the present technology, when the internal pressure of the case 100 increases, the fragile portion 150 can be made more likely to break by locating the fragile portion 150 in the center in the first direction (X direction) of the first side surface portion 111, which is the portion of the case 100 most susceptible to deformation. It is preferable that at least a portion of the fragile portion 150 be located at the center in the X direction of one of the pair of first side surface portions 111A.
本技術の実施の形態1に係る二次電池1においては、脆弱部150を含む接合部115を形成する第1板状部分118および第2板状部分119を突き合わせ接合(突き合わせ溶接)することによって、第1板状部分118および第2板状部分119の当接面の平面精度にかかわらず、また互いの間に隙間があいている場合でも、脆弱部150を含む接合部115を形成することができる。 In the secondary battery 1 according to embodiment 1 of the present technology, the first plate-shaped portion 118 and the second plate-shaped portion 119, which form the joint 115 including the fragile portion 150, are butt-joined (butt-welded) together, so that the joint 115 including the fragile portion 150 can be formed regardless of the planar accuracy of the abutting surfaces of the first plate-shaped portion 118 and the second plate-shaped portion 119, or even if there is a gap between them.
以下、実施の形態2~9に係る二次電池について説明する。これらの実施の形態に係る二次電池は、ケース本体の接合部の構成が本技術の実施の形態1に係る二次電池1と異なるため、本技術の実施の形態1に係る二次電池1と同様である構成については説明を繰り返さない。 Secondary batteries according to embodiments 2 to 9 will be described below. The secondary batteries according to these embodiments differ from the secondary battery 1 according to embodiment 1 of the present technology in the configuration of the joints of the case body, and therefore, the description of the configuration that is similar to that of the secondary battery 1 according to embodiment 1 of the present technology will not be repeated.
(実施の形態2)
図19は、実施の形態2に係る二次電池の脆弱部の構成を示す断面図である。図19に示すように、実施の形態2における二次電池は、ケース本体110Aを含む。
(Embodiment 2)
Fig. 19 is a cross-sectional view showing the configuration of a fragile portion of a secondary battery according to embodiment 2. As shown in Fig. 19, the secondary battery according to embodiment 2 includes a case body 110A.
ケース本体110Aには、第1板状部分118Aおよび第2板状部分119Aを接合する接合部115Aが設けられている。接合部115Aの一部には、脆弱部150Aが形成されている。 The case body 110A has a joint 115A that joins the first plate-shaped portion 118A and the second plate-shaped portion 119A. A fragile portion 150A is formed in part of the joint 115A.
本実施の形態におけるケース本体110Aは、脆弱部150Aにおいて凹部155Aを有する。凹部155Aは、ケース本体110の内側に面している。 In this embodiment, the case body 110A has a recess 155A in the fragile portion 150A. The recess 155A faces the inside of the case body 110.
凹部155Aは、第1板状部分118Aおよび第2板状部分119Aの両方に面取部分を設けることによって形成されている。なお、凹部155Aは、第1板状部分118Aおよび第2板状部分119Aの一方に面取部分を設けることによって形成されていてもよい。第2の方向(Z方向)における凹部155Aの深さは、例えば、第1板状部分118Aおよび第2板状部分119Aの厚みの1/3以上1/2以下であることが好ましい。凹部155Aが形成されることによって、脆弱部150Aにおけるケース本体110Aの第2の方向(Z方向)の板厚は、ケース本体110Aの他の部分と比較して薄くなる。 The recess 155A is formed by providing a chamfered portion on both the first plate-shaped portion 118A and the second plate-shaped portion 119A. The recess 155A may also be formed by providing a chamfered portion on one of the first plate-shaped portion 118A and the second plate-shaped portion 119A. The depth of the recess 155A in the second direction (Z direction) is preferably, for example, between 1/3 and 1/2 of the thickness of the first plate-shaped portion 118A and the second plate-shaped portion 119A. By forming the recess 155A, the plate thickness of the case body 110A in the second direction (Z direction) at the fragile portion 150A is thinner than other portions of the case body 110A.
脆弱部150Aは、第2の方向(Z方向)における、凹部155Aの最大深さの位置から第2の方向(Z方向)に沿うケース本体110Aの外表面までの接合部分である。凹部155Aが形成されることによって、脆弱部150Aにおける接合部115Aの第2の方向(Z方向)の深さD3は、脆弱部150A以外における接合部115Aの第2の方向(Z方向)の深さよりも浅い。これにより、第1板状部分118および第2板状部分119の接合強度が弱い部分を形成することができる。 The fragile portion 150A is a joint portion from the position of the maximum depth of the recess 155A in the second direction (Z direction) to the outer surface of the case body 110A along the second direction (Z direction). By forming the recess 155A, the depth D3 in the second direction (Z direction) of the joint portion 115A in the fragile portion 150A is shallower than the depth in the second direction (Z direction) of the joint portion 115A other than the fragile portion 150A. This makes it possible to form a portion where the joint strength between the first plate-shaped portion 118 and the second plate-shaped portion 119 is weak.
本技術の実施の形態2に係る二次電池においては、脆弱部150Aにおいて、ケース本体110Aの内側に凹部155Aを設けることによって、脆弱部150Aの深さD3を制御しやすくすることができる。 In the secondary battery according to embodiment 2 of the present technology, the depth D3 of the fragile portion 150A can be easily controlled by providing a recess 155A on the inside of the case body 110A in the fragile portion 150A.
本技術の実施の形態2に係る二次電池においては、脆弱部150Aを形成する際、レーザの照射条件を脆弱部150A以外よりも弱めるなどの調整をすることがないため、ケース本体110Aを製作しやすく、歩留まりを向上させることができる。 In the secondary battery according to embodiment 2 of the present technology, when forming the fragile portion 150A, there is no need to adjust the laser irradiation conditions, such as weakening them compared to areas other than the fragile portion 150A, making it easier to manufacture the case body 110A and improving yield.
(実施の形態3)
図20は、実施の形態3に係る二次電池の構成を示す上面図である。図21は、実施の形態3に係る二次電池の脆弱部の構成を示す断面図である。
(Embodiment 3)
Fig. 20 is a top view showing the configuration of a secondary battery according to embodiment 3. Fig. 21 is a cross-sectional view showing the configuration of a fragile portion of the secondary battery according to embodiment 3.
図20および図21に示すように、実施の形態3における二次電池1Bは、ケース本体110Bを含む。 As shown in Figures 20 and 21, the secondary battery 1B in embodiment 3 includes a case body 110B.
ケース本体110Bには、第1板状部分118Bおよび第2板状部分119Bを接合する接合部115Bが設けられている。接合部115Bの一部には、脆弱部150Bが形成されている。脆弱部150Bは、脆弱部150B以外の第1接合部116Bおよび第2接合部117Bと連続している。 The case body 110B has a joint 115B that joins the first plate-shaped portion 118B and the second plate-shaped portion 119B. A fragile portion 150B is formed in part of the joint 115B. The fragile portion 150B is continuous with the first joint 116B and the second joint 117B other than the fragile portion 150B.
第1の方向(X方向)から見て、すなわち、第1の方向(X方向)に対して垂直な断面において、脆弱部150Bおよび脆弱部150B以外の各々における接合部115Bの中心は、第3の方向(Y方向)において互いにずれて配置されている。 When viewed from the first direction (X direction), i.e., in a cross section perpendicular to the first direction (X direction), the centers of the weak portion 150B and the joints 115B in the portions other than the weak portion 150B are offset from each other in the third direction (Y direction).
具体的には、脆弱部150Bにおける接合部115Bの中心Cは、第1板状部分118Bおよび第2板状部分119Bの当接位置からY方向にずれている。一方、脆弱部150B以外の第1接合部116Bおよび第2接合部117Bの中心は、第1板状部分118Bおよび第2板状部分119Bの当接位置からずれていない。なお、脆弱部150B以外における第1接合部116Bおよび第2接合部117Bの中心は、脆弱部150Bにおける接合部115Bの中心Cよりも少ない程度で第1板状部分118Bおよび第2板状部分119Bの当接位置からずれていてもよい。なお、接合部115Bの中心Cおよび第2接合部117Bの中心は、それぞれ接合部において深さが最も深い部分(厚みが厚い部分)である。 Specifically, the center C of the joint 115B in the fragile portion 150B is offset in the Y direction from the abutment position of the first plate-shaped portion 118B and the second plate-shaped portion 119B. Meanwhile, the centers of the first joint 116B and the second joint 117B other than the fragile portion 150B are not offset from the abutment position of the first plate-shaped portion 118B and the second plate-shaped portion 119B. The centers of the first joint 116B and the second joint 117B other than the fragile portion 150B may be offset from the abutment position of the first plate-shaped portion 118B and the second plate-shaped portion 119B to a lesser extent than the center C of the joint 115B in the fragile portion 150B. The center C of the joint 115B and the center of the second joint 117B are the deepest (thickest) parts of the joints, respectively.
脆弱部150Bにおける接合部115Bの中心Cは、第3の方向(Y方向)において、ケース本体110Bの外表面における接合部115Bの幅寸法の1/3以上ずれている。 The center C of the joint 115B in the fragile portion 150B is offset in the third direction (Y direction) by at least one-third of the width dimension of the joint 115B on the outer surface of the case body 110B.
第2の方向(Z方向)における接合部115Bの最大深さD4は、脆弱部150Bならびに脆弱部150B以外における第1接合部116Bおよび第2接合部117Bにおいて略同じである。第2の方向(Z方向)において、接合部115Bのうちの脆弱部150Bを構成する接合部分の深さD5は、最大深さD4よりも浅い。深さD5は、最大深さD4に対して、50%以上80%以下の比率であることが好ましい。 The maximum depth D4 of the joint 115B in the second direction (Z direction) is substantially the same for the weak portion 150B and the first joint 116B and second joint 117B other than the weak portion 150B. In the second direction (Z direction), the depth D5 of the joint portion constituting the weak portion 150B of the joint 115B is shallower than the maximum depth D4. It is preferable that the ratio of the depth D5 to the maximum depth D4 is 50% or more and 80% or less.
脆弱部150Bは、たとえば接合部115Bを形成するレーザの軌道を脆弱部150B以外に対して第3の方向(Y方向)にずらすことによって形成される。 The weakened portion 150B is formed, for example, by shifting the trajectory of the laser that forms the joint 115B in a third direction (Y direction) relative to areas other than the weakened portion 150B.
本技術の実施の形態3に係る二次電池1Bにおいては、脆弱部150Bおよび脆弱部150B以外の各々における接合部115Bの中心を第1板状部分118Bおよび第2板状部分119Bを突き合わせる第3の方向(Y方向)においてずらして配置する。これにより、脆弱部150Bを形成する際、レーザの照射条件を脆弱部150B以外よりも弱めるなどの調整をすることがないため、ケース本体110Bを製作しやすく、歩留まりを向上させることができる。 In a secondary battery 1B according to embodiment 3 of the present technology, the centers of the joints 115B at the fragile portion 150B and at the portions other than the fragile portion 150B are offset in the third direction (Y direction) in which the first plate-shaped portion 118B and the second plate-shaped portion 119B are butted together. This eliminates the need to adjust the laser irradiation conditions, such as weakening them, when forming the fragile portion 150B, making it easier to manufacture the case body 110B and improving yield.
伝熱を利用した抵抗溶接により接合部115Bを形成する場合、接合部115Bの接合深さが浅くなると、未接合部分が発生するなどの不具合が発生する。本技術の実施の形態3に係る二次電池1Bにおいては、接合部115B全体を浅く接合する場合に、脆弱部150Bおよび脆弱部150B以外において熱発生箇所の位置をずらすのみで、接合条件を変更する必要がないため、接合部115Bにおける未接合部分の発生を抑制しつつ脆弱部150Bを形成することができる。 When forming joint 115B by resistance welding using heat transfer, if the joining depth of joint 115B is shallow, problems such as the formation of unjoined portions occur. In secondary battery 1B according to embodiment 3 of the present technology, when the entire joint 115B is joined shallowly, simply shifting the position of the heat generation point in weak portion 150B and areas other than weak portion 150B does not require changing the joining conditions, and therefore weak portion 150B can be formed while suppressing the formation of unjoined areas in joint 115B.
(実施の形態4)
図22は、実施の形態4に係る二次電池の構成を示す斜視図である。図23は、実施の形態4に係る二次電池の構成を示す正面図である。なお、図22および図23において、集電体、封口板と集電体との間に配置される絶縁部材等の図示は省略しているが、実施の形態1と同様の構成とすることができる。
(Fourth embodiment)
Fig. 22 is a perspective view showing the configuration of a secondary battery according to embodiment 4. Fig. 23 is a front view showing the configuration of a secondary battery according to embodiment 4. Note that in Figs. 22 and 23, illustrations of a current collector, an insulating member disposed between the sealing plate and the current collector, and the like are omitted, but the configuration can be the same as in embodiment 1.
図22および図23に示すように、本実施の形態の二次電池1Cのケース100Cにおける接合部115Cには、脆弱部150Cが設けられている。脆弱部150Cは、第1脆弱部151Cと、第2脆弱部152Cとを有する。 As shown in Figures 22 and 23, a weak portion 150C is provided at the joint 115C in the case 100C of the secondary battery 1C of this embodiment. The weak portion 150C has a first weak portion 151C and a second weak portion 152C.
第1脆弱部151Cは、第1封口板120側の端部近傍に位置している。第2脆弱部152Cは、第1脆弱部151Cから離間し、第2封口板130側の端部近傍に位置している。第1脆弱部151Cおよび第2脆弱部152Cは、中央接合部116Cを間に挟んでいる。なお、第1脆弱部151Cの少なくとも一部が、電極体200の本体部の第1封口板120の端部と第1封口板120との間の領域に重なるように配置されることが好ましい。また、第2脆弱部152Cの少なくとも一部が、電極体200の本体部の第2封口板130の端部と、第2封口板130との間の領域に重なるように配置されることが好ましい。これにより、電極体200内で発生したガスが、各封口板と電極体200との間のスペースを通じて、各脆弱部に到達しやすくなり、各脆弱部が安定的に破断する。 The first weak portion 151C is located near the end on the first sealing plate 120 side. The second weak portion 152C is spaced apart from the first weak portion 151C and located near the end on the second sealing plate 130 side. The first weak portion 151C and the second weak portion 152C sandwich the central joint portion 116C between them. It is preferable that at least a portion of the first weak portion 151C overlaps the area between the end of the first sealing plate 120 of the main body of the electrode assembly 200 and the first sealing plate 120. It is also preferable that at least a portion of the second weak portion 152C overlaps the area between the end of the second sealing plate 130 of the main body of the electrode assembly 200 and the second sealing plate 130. This makes it easier for gas generated within the electrode assembly 200 to reach each weak portion through the space between each sealing plate and the electrode assembly 200, ensuring stable rupture of each weak portion.
第1脆弱部151Cは、第1封口板120側の端部から離間していることが望ましい。第2脆弱部152Cは、第2封口板130側の端部から離間していることが望ましい。第1脆弱部151Cあるいは第2脆弱部152Cが破断した場合に、第1封口板120とケース本体110の間の接合部あるいは第2封口板130とケース本体110の間の接合部が連鎖的に破断し、意図しない部分からガスが排出されることを抑制することができる。 It is desirable that the first weak portion 151C is spaced apart from the end on the first sealing plate 120 side. It is desirable that the second weak portion 152C is spaced apart from the end on the second sealing plate 130 side. If the first weak portion 151C or the second weak portion 152C breaks, the joint between the first sealing plate 120 and the case body 110 or the joint between the second sealing plate 130 and the case body 110 will break in a chain reaction, preventing gas from being released from unintended areas.
例えば、第1脆弱部151Cおよび第2脆弱部152Cの各々のX方向の長さは、ケース100のX方向の長さに対して、1/20~1/4程度が好ましい。また、例えば、ケース100のX方向の長さが20cm以上の場合、第1脆弱部151Cおよび第2脆弱部152Cの各々は、第1の方向の長さが1cm以上であることが好ましく、2cm以上であることが好ましい。なお、特に限定されないが、第1脆弱部151Cおよび第2脆弱部152Cの各々は、第1の方向の長さが5cm以下であることが好ましく、4cm以下であることがより好ましい。 For example, the length in the X direction of each of the first weak portion 151C and the second weak portion 152C is preferably approximately 1/20 to 1/4 of the length of the case 100 in the X direction. Furthermore, for example, if the length in the X direction of the case 100 is 20 cm or more, the length in the first direction of each of the first weak portion 151C and the second weak portion 152C is preferably 1 cm or more, and more preferably 2 cm or more. Although not particularly limited, the length in the first direction of each of the first weak portion 151C and the second weak portion 152C is preferably 5 cm or less, and more preferably 4 cm or less.
第2電極タブ群250のZ方向における高さH2は、電極体200のZ方向における高さH1に対して、1/2以下であることが好ましい。これにより、ケース100内における第2電極タブ群250が配置される部分に空間Sを確保しやすくすることができる。なお、高さH2は、第2電極タブ群250において最も高さが大きい部分とする。 The height H2 in the Z direction of the second electrode tab group 250 is preferably equal to or less than half the height H1 in the Z direction of the electrode body 200. This makes it easier to ensure space S in the portion of the case 100 where the second electrode tab group 250 is disposed. Note that height H2 is the maximum height of the second electrode tab group 250.
Z方向において、第2脆弱部152Cと第2電極タブ群250とが並ぶように第2脆弱部152Cを設ける。これにより、第2電極タブ群250周辺の空間Sに隣接するように第2脆弱部152Cを設けることができる。なお、図22および図23においては、第2脆弱部152C側の構成について例示したが、第1脆弱部151C側においても第2脆弱部152Cと同様の構成をとり得る。 The second weak portion 152C is provided so that it is aligned with the second electrode tab group 250 in the Z direction. This allows the second weak portion 152C to be provided adjacent to the space S around the second electrode tab group 250. Note that while Figures 22 and 23 illustrate the configuration of the second weak portion 152C side, the first weak portion 151C side may also have a similar configuration to the second weak portion 152C.
本技術の実施の形態4に係る二次電池1Cにおいては、接合部115Cに第1脆弱部151Cおよび第2脆弱部152Cの2か所の脆弱部150を設けることによって、脆弱部を接合部の1か所に設ける場合と比較して、ケース100の内部のガスを分散させて、隣接する二次電池に対して圧力の高いガスが噴き付けられることを抑制することができる。 In the secondary battery 1C according to embodiment 4 of the present technology, by providing two weak portions 150, a first weak portion 151C and a second weak portion 152C, at the joint 115C, it is possible to disperse gas inside the case 100 and prevent high-pressure gas from being sprayed onto adjacent secondary batteries, compared to when a weak portion is provided at a single joint.
本技術の実施の形態4に係る二次電池においては、電極体200が電極タブ群を有する構成において、電極タブ群の周辺に脆弱部150Cを設けることによって、電極タブ群の周辺にある空間Sをガス排出経路とすることによって、ガス排出経路を確保しやすくすることができる。 In the secondary battery according to embodiment 4 of the present technology, in a configuration in which the electrode body 200 has an electrode tab group, by providing a weak portion 150C around the electrode tab group, the space S around the electrode tab group can be used as a gas exhaust path, making it easier to ensure a gas exhaust path.
(実施の形態5)
図24は、実施の形態5に係る二次電池の脆弱部の構成を示す断面図である。図24に示すように、ケース本体110Dにおける第1板状部分118Dおよび第2板状部分119Dの各々は、当接させる面形状が凹凸形状を有している。第1板状部分118Dおよび第2板状部分119Dを突き合わせ接合(突き合わせ溶接)する際、凹凸形状どうしを噛み合わせる。凹凸形状の噛み合わせによって、第1板状部分118Dおよび第2板状部分119Dどうしの位置決めがしやすい。
Fifth Embodiment
Fig. 24 is a cross-sectional view showing the configuration of a fragile portion of a secondary battery according to embodiment 5. As shown in Fig. 24, the first plate-shaped portion 118D and the second plate-shaped portion 119D of the case body 110D each have an uneven surface shape that contacts each other. When the first plate-shaped portion 118D and the second plate-shaped portion 119D are butt-joined (butt-welded), the uneven surfaces interlock with each other. This interlocking of the uneven surfaces facilitates the positioning of the first plate-shaped portion 118D and the second plate-shaped portion 119D relative to each other.
本技術の実施の形態5に係る二次電池においても、脆弱部150Dの接合部115Dが脆弱部150D以外の接合部115Dより第2の方向(Z方向)に浅いことによって、脆弱部150Dを優先的に破断させることができる。 In the secondary battery according to embodiment 5 of the present technology, the joint 115D of the fragile portion 150D is shallower in the second direction (Z direction) than the joints 115D other than the fragile portion 150D, so that the fragile portion 150D can be preferentially fractured.
(実施の形態6)
図25は、実施の形態6に係る二次電池が備えるケース本体の構成を示す上面図である。図26は、図25に示すケース本体のXXVI-XXVI断面図である。
(Embodiment 6)
Fig. 25 is a top view showing the configuration of a case body provided in a secondary battery according to embodiment 6. Fig. 26 is a cross-sectional view taken along line XXVI-XXVI of the case body shown in Fig. 25.
図25および図26に示すように、本実施の形態におけるケース本体110Eは、第1板状部分118Eと、第2板状部分119Eとを含む。第1板状部分118Eおよび第2板状部分119Eの各々の一部どうしが第2の方向(Z方向)において対向している。 As shown in Figures 25 and 26, the case body 110E in this embodiment includes a first plate-shaped portion 118E and a second plate-shaped portion 119E. A portion of each of the first plate-shaped portion 118E and the second plate-shaped portion 119E faces each other in the second direction (Z direction).
第1板状部分118Eおよび第2板状部分119Eは、接合部115Eにおいて貫通溶接されている。接合部115Eは、第2の方向(Z方向)において、第2板状部分119Eの外表面から第2板状部分119Eを貫通して、第1板状部分118Eまで到達するように形成されている。 The first plate-shaped portion 118E and the second plate-shaped portion 119E are welded together at the joint 115E. The joint 115E is formed in the second direction (Z direction) so as to extend from the outer surface of the second plate-shaped portion 119E through the second plate-shaped portion 119E and reach the first plate-shaped portion 118E.
脆弱部150Eは、第3の方向(Y方向)における第1板状部分118Eと第2板状部分119Eとが対向する領域Rに沿う接合部分である。 The fragile portion 150E is a joint portion along the region R where the first plate-shaped portion 118E and the second plate-shaped portion 119E face each other in the third direction (Y direction).
接合部115Eは、脆弱部150Eにおいて、第3の方向(Y方向)の幅寸法W1が脆弱部150E以外の第1接合部116Eおよび第2接合部117Eにおける幅寸法よりも小さくなるように形成されている。また、本実施の形態においては、第1の方向(X方向)から見て、脆弱部150Eにおける接合部115Eの第2の方向(Z方向)の接合深さが、脆弱部150E以外における接合部115Eの第2の方向(Z方向)の接合深さより浅い。 The joint 115E is formed so that the width dimension W1 in the third direction (Y direction) at the weak portion 150E is smaller than the width dimensions at the first joint 116E and the second joint 117E other than the weak portion 150E. Furthermore, in this embodiment, when viewed from the first direction (X direction), the joint depth in the second direction (Z direction) of the joint 115E at the weak portion 150E is shallower than the joint depth in the second direction (Z direction) of the joint 115E other than the weak portion 150E.
本技術の実施の形態6に係る二次電池においては、貫通溶接によって接合部115Eが形成される場合、脆弱部150Eにおける第3の方向(Y方向)の接合部115Eの幅寸法W1が脆弱部150E以外における第3の方向(Y方向)の接合部115Eの幅寸法よりも浅くなるように形成されることによって、脆弱部150を優先的に破断させることができる。 In the secondary battery according to embodiment 6 of the present technology, when the joint 115E is formed by full penetration welding, the width dimension W1 of the joint 115E in the third direction (Y direction) at the fragile portion 150E is formed to be shallower than the width dimension of the joint 115E in the third direction (Y direction) at the other portions of the fragile portion 150E, thereby allowing the fragile portion 150E to fracture preferentially.
(実施の形態7)
図27は、実施の形態7に係る二次電池の脆弱部の構成を示す断面図である。図27に示すように、ケース本体110Fにおける第1板状部分118Fおよび第2板状部分119Fの各々は、当接させる面形状が凹凸形状を有している。第1板状部分118Fおよび第2板状部分119Fを貫通溶接する際、凹凸形状どうしを噛み合わせる。凹凸形状の噛み合わせによって、第1板状部分118Fおよび第2板状部分119Fどうしの位置決めがしやすい。
Seventh Embodiment
27 is a cross-sectional view showing the configuration of a fragile portion of a secondary battery according to embodiment 7. As shown in FIG. 27 , the first plate-shaped portion 118F and the second plate-shaped portion 119F of the case body 110F each have an uneven surface shape that contacts them. When the first plate-shaped portion 118F and the second plate-shaped portion 119F are welded together, the uneven surfaces are interlocked. This interlocking of the uneven surfaces facilitates the positioning of the first plate-shaped portion 118F and the second plate-shaped portion 119F.
接合部115Fは、脆弱部150Fにおいて、第3の方向(Y方向)の幅寸法W2が脆弱部150F以外における接合部115Fの幅寸法よりも小さくなるように形成されている。 The joint 115F is formed so that the width dimension W2 in the third direction (Y direction) at the weak portion 150F is smaller than the width dimension of the joint 115F other than the weak portion 150F.
本技術の実施の形態7に係る二次電池においても、脆弱部150Fの接合部115Fが脆弱部150F以外より第3の方向(Y方向)に幅が狭いことによって、脆弱部150Fを優先的に破断させることができる。 In the secondary battery according to embodiment 7 of the present technology, the joint portion 115F of the fragile portion 150F is narrower in width in the third direction (Y direction) than the portions other than the fragile portion 150F, allowing the fragile portion 150F to be preferentially fractured.
(実施の形態8)
図28は、実施の形態8に係る二次電池が備えるケース本体の構成を示す上面図である。図29は、図28に示すケース本体のXXIX-XXIX断面図である。
Eighth Embodiment
Fig. 28 is a top view showing the configuration of a case body included in a secondary battery according to embodiment 8. Fig. 29 is a cross-sectional view taken along line XXIX-XXIX of the case body shown in Fig. 28.
図28および図29に示すように、ケース本体110Gにおける第1板状部分118Gおよび第2板状部分119Gの各々が第2の方向(Z方向)において対向している。 As shown in Figures 28 and 29, the first plate-shaped portion 118G and the second plate-shaped portion 119G of the case body 110G face each other in the second direction (Z direction).
第1板状部分118Gおよび第2板状部分119Gは、接合部115Gにおいて隅肉溶接されている。接合部115Gは、第2板状部分119Gの端辺部分と第1板状部分118Gの外表面とを繋ぐように形成されている。 The first plate-shaped portion 118G and the second plate-shaped portion 119G are fillet welded at the joint 115G. The joint 115G is formed to connect the edge portion of the second plate-shaped portion 119G to the outer surface of the first plate-shaped portion 118G.
接合部115Gは、脆弱部150Gにおいて、第3の方向(Y方向)の幅寸法W3が脆弱部150G以外の第1接合部116Gおよび第2接合部117Gにおける幅寸法よりも小さくなるように形成されている。 The joint 115G is formed so that the width dimension W3 in the third direction (Y direction) at the fragile portion 150G is smaller than the width dimensions at the first joint 116G and second joint 117G other than the fragile portion 150G.
(実施の形態9)
図30は、実施の形態9に係る二次電池の脆弱部の構成を示す断面図である。図30に示すように、ケース本体110Hにおいて、第1板状部分118Hおよび第2板状部分119Hが接合部115Hによって隅肉溶接される。
Ninth Embodiment
Fig. 30 is a cross-sectional view showing the configuration of a fragile portion of a secondary battery according to embodiment 9. As shown in Fig. 30, in a case body 110H, a first plate-shaped portion 118H and a second plate-shaped portion 119H are fillet-welded by a joint portion 115H.
接合部115Hは、外表面側の部分が凹んで形成されている。本実施の形態の脆弱部150Hにおいて、第3の方向(Y方向)から傾斜した方向における脆弱部150Hの外表面部分P1と他端P2との最短距離により規定される幅寸法W4が脆弱部150H以外の第1接合部116Hおよび第2接合部117Hにおける幅寸法よりも小さくなるように形成されている。 The joint 115H is formed with a recessed portion on the outer surface side. In this embodiment, the fragile portion 150H is formed so that the width dimension W4, defined by the shortest distance between the outer surface portion P1 of the fragile portion 150H and the other end P2 in a direction inclined from the third direction (Y direction), is smaller than the width dimensions of the first joint 116H and the second joint 117H other than the fragile portion 150H.
本技術の実施の形態8および実施の形態9に係る二次電池においては、隅肉溶接によって接合部が形成される場合、脆弱部における接合部の幅寸法W3,W4が脆弱部以外における接合部の幅寸法よりも狭くなるように形成されることによって、脆弱部を優先的に破断させることができる。 In the secondary batteries according to embodiments 8 and 9 of the present technology, when joints are formed by fillet welding, the width dimensions W3 and W4 of the joints at the weak portions are formed to be narrower than the width dimensions of the joints at other than the weak portions, thereby allowing the weak portions to fracture preferentially.
以上、本技術の実施の形態について説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本技術の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The above describes embodiments of the present technology, but the embodiments disclosed herein should be considered to be illustrative in all respects and not restrictive. The scope of the present technology is defined by the claims, and it is intended to include all modifications within the meaning and scope of the claims.
1,1B,1C 二次電池、11 板状部材、12 折り曲げ部、13 端辺、100,100C ケース、110,110A,110B,110D,110E,110F,110G,110H ケース本体、111 一対の第1側面部(第1壁部)、111A 一対の第1側面部の一方、112 一対の第2側面部(第2壁部)、113 第1開口、114 第2開口、115,115A,115B,115C,115D,115E,115F,115G,115H 接合部、116,116B,116E,116G,116H 第1接合部、116C 中央接合部、117,117B,117E,117G,117H 第2接合部、118,118A,118B,118D,118E,118F,118G,118H 第1板状部分、119,119A,119B,119D,119E,119F,119G,119H 第2板状部分、120 第1封口板、125,135 封口板接合部、130 第2封口板、134 注液孔、150,150A,150B,150C,150D,150E,150F,150G,150H 脆弱部、151C 第1脆弱部、152C 第2脆弱部、155A 凹部、200 電極体、210 負極板、210S 負極原板、211 負極芯体、212 負極活物質層、220 第1電極タブ群、230 負極タブ、240 正極板、240S 正極原板、241 正極芯体、242 正極活物質層、243 正極保護層、250 第2電極タブ群、260 正極タブ、300 電極端子、301 負極端子、302 正極端子、400 集電体、400A 負極集電体、400B 正極集電体、C 中心、P1 外表面部分、P2 他端、R 当接する領域、S 空間。 1, 1B, 1C Secondary battery, 11 Plate-like member, 12 Bent portion, 13 Edge, 100, 100C Case, 110, 110A, 110B, 110D, 110E, 110F, 110G, 110H Case body, 111 Pair of first side portions (first wall portions), 111A One of the pair of first side portions, 112 Pair of second side portions (second wall portions), 113 First opening, 114 Second opening, 115, 115A, 115B, 115C, 115D, 115E, 115F, 115G, 115H Joint portion, 116, 116B, 116E, 116G, 116H First joint portion, 116C Central joint part, 117, 117B, 117E, 117G, 117H Second joint part, 118, 118A, 118B, 118D, 118E, 118F, 118G, 118H First plate-like part, 119, 119A, 119B, 119D, 119E, 119F, 119G, 119H Second plate-shaped portion, 120 First sealing plate, 125, 135 Sealing plate joint, 130 Second sealing plate, 134 Liquid injection hole, 150, 150A, 150B, 150C, 150D, 150E, 150F, 150G, 150H Weak part, 151C First weak part, 152C Second weak part, 155A Recessed portion, 200 Electrode body, 210 Negative electrode plate, 210S negative electrode base plate, 211 negative electrode core, 212 negative electrode active material layer, 220 first electrode tab group, 230 negative electrode tab, 240 positive electrode plate, 240S positive electrode base plate, 241 positive electrode core, 242 positive electrode active material layer, 243 positive electrode protective layer, 250 second electrode tab group, 260 positive electrode tab, 300 electrode terminal, 301 negative electrode terminal, 302 positive electrode terminal, 400 current collector, 400A negative electrode current collector, 400B positive electrode current collector, C center, P1 outer surface portion, P2 other end, R abutting area, S space.
Claims (7)
前記電極体を収容するケースと、を備え、
前記ケースは、
第1の方向における第1の側の端部に位置する第1開口、および前記第1の方向における前記第1の側と反対側の第2の側の端部に位置する第2開口を有するケース本体と、
前記第1開口を封止する第1封口板と、
前記第2開口を封止する第2封口板と、を含み、
前記ケース本体は、
前記第1の方向に直交する第2の方向において互いに対向する一対の第1壁部を有し、
前記一対の第1壁部の一方には、前記第1開口から前記第2開口まで延びる接合部が形成され、
前記接合部の一部には、前記ケースの内圧が所定値以上となったときに破断し、前記ケース内のガスを前記ケース外に排出する脆弱部が設けられ、
前記電極体は、前記第1封口板側の端部に位置する第1電極タブ群と、前記第2封口板側の端部に位置する第2電極タブ群とを有し、
前記脆弱部は、前記第1封口板側の端部近傍に位置する第1脆弱部と、前記第1脆弱部から離間し、前記第2封口板側の端部近傍に位置する第2脆弱部とを有する、二次電池。 an electrode body including a first electrode and a second electrode having a polarity different from that of the first electrode;
a case that houses the electrode assembly,
The case is
a case body having a first opening located at an end of a first side in a first direction and a second opening located at an end of a second side opposite to the first side in the first direction;
a first sealing plate that seals the first opening;
a second sealing plate that seals the second opening,
The case body includes:
a pair of first walls facing each other in a second direction perpendicular to the first direction;
a joint portion extending from the first opening to the second opening is formed in one of the pair of first wall portions,
a weakened portion is provided in a part of the joint, the weakened portion being ruptured when the internal pressure of the case reaches or exceeds a predetermined value, thereby discharging gas inside the case to the outside of the case;
the electrode body has a first electrode tab group located at an end portion on the first sealing plate side and a second electrode tab group located at an end portion on the second sealing plate side,
The fragile portion has a first fragile portion located near the end on the first sealing plate side, and a second fragile portion spaced apart from the first fragile portion and located near the end on the second sealing plate side .
前記一対の第1壁部の各々の面積は、前記一対の第2壁部の各々の面積よりも小さい、請求項1に記載の二次電池。 the case body has a pair of second wall portions facing each other in a third direction perpendicular to the first direction and the second direction,
The secondary battery according to claim 1 , wherein an area of each of the pair of first walls is smaller than an area of each of the pair of second walls.
前記第1板状部分および前記第2板状部分は、前記第1の方向および前記第2の方向に直交する第3の方向において対向し、かつ前記接合部において互いに突き合わせ接合され、
前記接合部は、前記脆弱部において、前記第2の方向の寸法が前記脆弱部以外における前記寸法よりも小さくなるように形成される、請求項1に記載の二次電池。 one of the pair of first walls has a first plate-shaped portion and a second plate-shaped portion joined to each other at the joint portion,
the first plate-shaped portion and the second plate-shaped portion face each other in a third direction perpendicular to the first direction and the second direction, and are butt-joined to each other at the joint portion;
The secondary battery according to claim 1 , wherein the joint portion is formed so that the dimension in the second direction at the weak portion is smaller than the dimension at any portion other than the weak portion.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2023165253A JP7780485B2 (en) | 2023-09-27 | 2023-09-27 | secondary battery |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2023165253A JP7780485B2 (en) | 2023-09-27 | 2023-09-27 | secondary battery |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2025055852A JP2025055852A (en) | 2025-04-08 |
| JP7780485B2 true JP7780485B2 (en) | 2025-12-04 |
Family
ID=95286850
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2023165253A Active JP7780485B2 (en) | 2023-09-27 | 2023-09-27 | secondary battery |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7780485B2 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001236929A (en) | 2000-02-22 | 2001-08-31 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Titanium battery case |
| JP2013125737A (en) | 2011-12-16 | 2013-06-24 | Mitsubishi Motors Corp | Secondary battery |
| JP2019029116A (en) | 2017-07-27 | 2019-02-21 | 株式会社Gsユアサ | Power storage element |
| JP2023505971A (en) | 2020-07-10 | 2023-02-14 | 寧徳時代新能源科技股▲分▼有限公司 | BATTERY CASE, BATTERY CELL, BATTERY, BATTERY CASE MANUFACTURING METHOD AND APPARATUS |
-
2023
- 2023-09-27 JP JP2023165253A patent/JP7780485B2/en active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001236929A (en) | 2000-02-22 | 2001-08-31 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Titanium battery case |
| JP2013125737A (en) | 2011-12-16 | 2013-06-24 | Mitsubishi Motors Corp | Secondary battery |
| JP2019029116A (en) | 2017-07-27 | 2019-02-21 | 株式会社Gsユアサ | Power storage element |
| JP2023505971A (en) | 2020-07-10 | 2023-02-14 | 寧徳時代新能源科技股▲分▼有限公司 | BATTERY CASE, BATTERY CELL, BATTERY, BATTERY CASE MANUFACTURING METHOD AND APPARATUS |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2025055852A (en) | 2025-04-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20110070477A1 (en) | Stack type battery | |
| US10424809B2 (en) | Secondary battery, method for manufacturing same, and battery pack employing same | |
| US20110076544A1 (en) | Stack type battery | |
| KR20250145642A (en) | Battery cells, batteries and electrical devices | |
| JP7780485B2 (en) | secondary battery | |
| KR20240174489A (en) | Secondary battery and method of manufacturing same | |
| JP7748427B2 (en) | secondary battery | |
| JP7808280B2 (en) | Electricity storage device and method for manufacturing the same | |
| JP7834072B2 (en) | Method for manufacturing a case for a secondary battery, method for manufacturing a secondary battery, and secondary battery | |
| JP7822346B2 (en) | Secondary battery and manufacturing method thereof | |
| JP7812358B2 (en) | secondary battery | |
| JP2025030173A (en) | Prismatic secondary battery | |
| JP7783853B2 (en) | Secondary battery and manufacturing method thereof | |
| JP7778111B2 (en) | secondary battery | |
| EP4604277A1 (en) | Secondary battery and method of manufacturing a secondary battery | |
| JP2024176300A (en) | Secondary battery and method for manufacturing the same | |
| JP2025040225A (en) | Secondary battery and manufacturing method thereof | |
| JP2025040220A (en) | Secondary battery and method for manufacturing the same | |
| JP2025040224A (en) | Secondary battery manufacturing method and secondary battery | |
| JP2025068352A (en) | Secondary battery | |
| JP2025106676A (en) | Battery pack | |
| JP2025040223A (en) | Secondary battery | |
| JP2025040222A (en) | Secondary battery | |
| JP2024151458A (en) | Battery cell and manufacturing method thereof | |
| JP2025040221A (en) | Secondary battery manufacturing method and secondary battery |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20240930 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20250910 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20250916 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20251024 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20251104 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20251121 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7780485 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |