蓄电装置的制作方法

文档序号:16052547发布日期:2018-11-24 11:24阅读:168来源:国知局

本发明涉及具备压力释放阀的蓄电装置。

背景技术

在ev(electricvehicle:电动车辆)、phv(pluginhybridvehicle:插电式混合动力车辆)等车辆中搭载有锂离子电池等二次电池作为蓄积向作为原动机的电动机供应的电力的蓄电装置。在二次电池中,例如,如专利文献1所述,在壳体中收纳有电极组装体和电解液,在壳体的壁部设有使壳体内的压力向壳体外释放的压力释放阀。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:特许第4881409号



技术实现要素:

发明要解决的问题

在这种二次电池中,当进行作为其评价试验之一的钉刺试验时,会利用钉使正极电极与负极电极之间的隔离物破裂,使正极电极和负极电极在壳体内短路。并且,当发生短路时,会在该短路部的周边产生热,由于该热而电解液成分被分解,在壳体内产生气体。于是,壳体内的压力上升而压力释放阀开裂,但是在从压力释放阀向壳体外放出气体时,电极的一部分有可能由于高压的气体而被削掉,电极的一部分作为碎片直接随着气体飞散到壳体的外部。

本发明的目的在于提供一种在钉刺试验时能抑制电极碎片从开裂的压力释放阀飞散的蓄电装置。

用于解决问题的方案

用于解决上述问题的蓄电装置具备:电极组装体;壳体;压力释放阀;以及正极导电构件和负极导电构件。上述电极组装体具有层状结构,具备相互绝缘的正极电极和负极电极。上述正极电极和上述负极电极分别具备:金属箔、附加到上述金属箔的至少单面的活性物质层以及未附加上述活性物质层而露出有上述金属箔的未涂覆部。上述壳体收纳上述电极组装体。上述压力释放阀存在于上述壳体的壁部,构成为在壳体内的压力达到释放压力的情况下开裂,使壳体内的压力向壳体外释放。上述正极导电构件和上述负极导电构件的至少一部分存在于上述压力释放阀所在的上述壁部的内表面和与该内表面相对的上述电极组装体的端面之间。上述正极导电构件和上述负极导电构件分别与上述正极电极和上述负极电极的上述未涂覆部电连接。上述正极导电构件和上述负极导电构件中的至少一方导电构件具备:夹设部,其介于上述壁部的内表面与上述电极组装体的端面之间;以及遮挡部,其位于比上述夹设部偏向上述电极组装体的端面的位置。上述遮挡部相对于上述壁部从上述电极组装体所处的一侧覆盖上述压力释放阀。

由此,在钉刺试验时,当钉刺入蓄电装置时,不同极性的电极会通过钉而在壳体内发生短路。当发生短路时,会在该短路部的周边产生热,电解液成分被分解而产生气体。由于气体的产生,蓄电装置内的压力上升。然后,当壳体的内部压力达到压力释放阀的释放压力时,压力释放阀开裂,壳体内的气体放出到壳体外。

在短路部产生的高压的气体向压力释放阀上升。另外,由于所产生的气体的势头,电极的一部分被剥离而产生碎片。去往压力释放阀的气体与相对于壳体的壁部从电极组装体所处的一侧覆盖压力释放阀的遮挡部碰撞。于是,由于气体的流向改变而去往压力释放阀的气体排出路径变长以及与遮挡部的碰撞,容易使气体中包含的电极碎片从气体落下。其结果是,电极碎片从开裂的压力释放阀向壳体外的飞散被抑制。

另外,遮挡部比夹设部远离压力释放阀所在的壁部,位于比夹设部偏向电极组装体的位置。因此,即使利用遮挡部相对于壁部从电极组装体所处的一侧覆盖压力释放阀,去往压力释放阀的气体的流路也不会被缩窄。因此,能确保气体向压力释放阀的流路,并且能抑制电极碎片向壳体外飞散。

另外,也可以是,上述壳体是铝制的,上述正极导电构件具备上述遮挡部并且是铝制的。

由此,即使遮挡部与壳体接触也不会发生电腐蚀,因此能使遮挡部在接近壳体内表面的方向上大型化,容易使从电极组装体放出的气体与遮挡部碰撞。由于是铝制的,因此即使将遮挡部大型化也能抑制制造成本。

另外,也可以是,上述负极导电构件具备上述遮挡部并且是铜制的。

由此,即使高温的气体与铜制的遮挡部碰撞也不会使其熔融,不易产生火花。

另外,也可以是,上述正极电极具备与上述正极导电构件连接的正极极耳,上述负极电极具备与上述负极导电构件连接的负极极耳。也可以是,上述正极极耳和上述负极极耳分别为从上述电极组装体的端面突出的形状。也可以是,上述正极导电构件和上述负极导电构件中的一方为具备上述遮挡部的第1导电构件,另一方为不具备上述遮挡部的第2导电构件。也可以是,上述第1导电构件具备重叠部,该重叠部从上述壁部的外表面观察时重叠于与该第1导电构件为不同极性的极耳,并且覆盖上述极耳。

由此,当气体从在层叠方向上相邻的极耳彼此之间排出时,能使该气体与重叠部碰撞,使气体中包含的电极碎片从气体落下。

另外,也可以是,上述重叠部与上述第2导电构件在将上述壁部和上述电极组装体连结的方向上是分离的。

由此,与遮挡部碰撞的气体在重叠部与第2导电构件的间隙流动而到达压力释放阀。因此,通过设置重叠部,气体排出路径进一步变长,能使气体中包含的电极碎片从气体落下。

另外,也可以是,上述正极导电构件和上述负极导电构件中的一方为具备上述遮挡部的第1导电构件,另一方为不具备上述遮挡部的第2导电构件。也可以是,上述第2导电构件位于比上述第1导电构件偏向上述壁部的位置。也可以是,上述第1导电构件和上述第2导电构件在将上述壁部和上述电极组装体连结的方向上互相重叠。也可以是,上述第2导电构件具备弯曲部,该弯曲部弯曲成使该第2导电构件的顶端去往上述压力释放阀的边缘。

由此,在钉刺试验时产生的气体由于与遮挡部的碰撞而改变方向,通过第2导电构件与遮挡部的两个相对面之间并去往压力释放阀。第2导电构件为由于弯曲部而顶端侧去往压力释放阀的边缘的形状,因此能使沿着第2导电构件的顶端侧流动的气体流向压力释放阀。

另外,也可以是,上述正极导电构件和上述负极导电构件配置为在将上述壁部和上述电极组装体连结的方向上不互相重叠。

由此,即使气体与遮挡部碰撞或者蓄电装置发生振动,极性不同的导电构件彼此也不会接触而发生短路。

另外,也可以是,上述正极导电构件和上述负极导电构件分别具备上述遮挡部,两个上述遮挡部在将上述壁部和上述电极组装体连结的方向上互相重叠。

由此,能使气体与2个遮挡部中的偏向电极组装体的遮挡部碰撞,而改变气体的流向。改变了方向的气体在相互重叠的两个遮挡部彼此之间流动而去往压力释放阀。因此,能使去往压力释放阀的气体的排出路径更长。

另外,也可以是,若将在上述正极电极和上述负极电极的层叠方向上延伸的轴设为x轴,将与上述x轴成直角并且与上述壁部平行的轴设为y轴,则上述正极导电构件和上述负极导电构件沿着上述y轴方向并排设置。也可以是,上述压力释放阀偏向上述y轴方向上的一端,偏向上述一端配置的一方导电构件具备上述遮挡部。

由此,在偏向一端配置的一方导电构件中,能使遮挡部的顶端位于沿着y轴方向超过压力释放阀的位置。因此,关于沿着遮挡部流动的气体,能使气体沿着y轴方向远离压力释放阀,能使到压力释放阀为止的气体的排出路径更长。

另外,也可以是,若将在上述正极电极和上述负极电极的层叠方向上延伸的轴设为x轴,将与上述x轴成直角并且与上述壁部平行的轴设为y轴,则上述正极导电构件和上述负极导电构件沿着上述y轴方向并排设置。也可以是,上述正极电极和上述负极电极分别层叠有多个,具备上述遮挡部的上述至少一方导电构件具备从在上述y轴方向上延伸的上述遮挡部的缘部向上述壁部立设的肋。

由此,在钉刺试验时,气体也会从电极组装体的层叠方向(x轴方向)上的端部流向压力释放阀。能使该气体与在y轴方向上延伸的肋碰撞,使电极碎片从气体落下。其结果是,电极碎片从开裂的压力释放阀向壳体外的飞散被抑制。

另外,也可以是,若将在上述正极电极和上述负极电极的层叠方向上延伸的轴设为x轴,将与上述x轴成直角并且与上述壁部平行的轴设为y轴,则上述正极导电构件和上述负极导电构件沿着上述y轴方向并排设置。也可以是,具备上述遮挡部的上述至少一方导电构件还具备从在上述x轴方向上延伸的上述遮挡部的缘部向上述壁部立设的肋。

由此,即使气体沿着y轴方向流向压力释放阀,也能使气体与在x轴方向上延伸的肋碰撞,使电极碎片从气体落下。其结果是,电极碎片从开裂的压力释放阀向壳体外的飞散被抑制。

另外,也可以是,从在上述x轴方向上延伸的上述遮挡部的上述缘部立设的上述肋具备通气孔。

由此,当气体与肋碰撞时,能使气体中包含的电极碎片落下。另一方面,气体通过通气孔从开裂的压力释放阀放出到壳体外。即,通气孔发挥将成为火花的原因的电极碎片筛掉的功能。其结果是,能抑制电极碎片与气体一起向壳体外飞散,抑制火花的产生。

用于解决上述问题的蓄电装置具备:电极组装体;壳体;压力释放阀;以及正极导电构件和负极导电构件。上述电极组装体具有层状结构,具备相互绝缘的正极电极和负极电极。上述正极电极和上述负极电极分别具备:金属箔、附加到上述金属箔的至少单面的活性物质层以及未附加上述活性物质层而露出有上述金属箔的未涂覆部。上述壳体收纳上述电极组装体。上述压力释放阀存在于上述壳体的壁部,构成为在壳体内的压力达到释放压力的情况下开裂,使壳体内的压力向壳体外释放。上述正极导电构件和上述负极导电构件的至少一部分存在于上述压力释放阀所在的上述壁部的内表面和与该内表面相对的上述电极组装体的端面之间。上述正极导电构件和上述负极导电构件分别与上述正极电极和上述负极电极的上述未涂覆部电连接。上述正极导电构件和上述负极导电构件中的至少一方导电构件具备:夹设部,其介于上述壁部的内表面与上述电极组装体的端面之间;以及平坦状的遮挡部,其沿着上述壁部的内表面与上述夹设部在同一平面上连续。上述遮挡部相对于上述壁部从上述电极组装体所处的一侧覆盖上述压力释放阀。

由此,在钉刺试验时,当钉刺入蓄电装置时,不同极性的电极彼此会通过钉而在壳体内发生短路。当发生短路时,会在该短路部的周边产生热,电解液成分被分解而产生气体。由于气体的产生,蓄电装置内的压力上升。然后,当壳体的内部压力达到压力释放阀的释放压力时,压力释放阀开裂,壳体内的气体放出到壳体外。

在短路部产生的高压的气体向压力释放阀上升。另外,由于所产生的气体的势头,电极的一部分被剥离而产生碎片。此时,去往压力释放阀的气体与相对于壳体的壁部从电极组装体所处的一侧覆盖压力释放阀的遮挡部碰撞。于是,由于气体的流向改变而去往压力释放阀的气体排出路径变长以及与遮挡部的碰撞,容易使气体中包含的电极碎片从气体落下。其结果是,电极碎片从开裂的压力释放阀向壳体外的飞散被抑制。

用于解决上述问题的蓄电装置具备:电极组装体;壳体;压力释放阀;以及正极导电构件和负极导电构件。上述电极组装体具有层状结构,具备相互绝缘的正极电极和负极电极。上述正极电极和上述负极电极分别具备:金属箔、附加到上述金属箔的至少单面的活性物质层以及未附加上述活性物质层而露出有上述金属箔的未涂覆部。上述壳体收纳上述电极组装体。上述压力释放阀存在于上述壳体的壁部,构成为在壳体内的压力达到释放压力的情况下开裂,使壳体内的压力向壳体外释放。上述正极导电构件和上述负极导电构件的至少一部分存在于上述压力释放阀所在的上述壁部的内表面和与该内表面相对的上述电极组装体的端面之间。上述正极导电构件和上述负极导电构件分别与上述正极电极和上述负极电极的上述未涂覆部电连接。上述正极导电构件和上述负极导电构件中的至少一方导电构件具备:夹设部,其介于上述壁部的内表面与上述电极组装体的端面之间;遮挡部,其位于比上述夹设部偏向上述电极组装体的端面的位置;以及肋,其从上述遮挡部向上述壁部立起,并且具有与沿着上述遮挡部的面方向的气体路径交叉的面。上述遮挡部相对于上述壁部从上述电极组装体所处的一侧覆盖上述压力释放阀。

由此,在钉刺试验时,当钉刺入蓄电装置时,不同极性的电极通过钉而在壳体内发生短路。当发生短路时,会在该短路部的周边产生热,电解液成分被分解而产生气体。由于气体的产生,蓄电装置内的压力上升。然后,当壳体的内部压力达到压力释放阀的释放压力时,压力释放阀开裂,壳体内的气体放出到壳体外。

在短路部产生的高压的气体去往开裂的压力释放阀。此时,由于所产生的气体的势头,电极的一部分被剥离而产生碎片。遮挡部相对于开裂的壳体的壁部从电极组装体所处的一侧覆盖压力释放阀。因此,向电极组装体外放出的气体与遮挡部碰撞,原本去往压力释放阀的气体的方向改变,去往压力释放阀的气体排出路径变长。另外,气体沿着肋流动,从而气体排出路径变长。其结果是,气体中包含的电极碎片从气体落下,电极碎片从开裂的压力释放阀向壳体外的飞散被抑制。

附图说明

图1是示出第1实施方式的二次电池的分解立体图。

图2是示出图1的二次电池的外观的立体图。

图3是示出图1的二次电池所具备的电极组装体的构成要素的分解立体图。

图4是示出图1的二次电池的俯视图。

图5是示出图1的二次电池的内部结构的部分截面图。

图6是示出钉刺试验时的图1的二次电池的部分截断主视图。

图7是示出第2实施方式的二次电池的分解立体图。

图8是示出图7的二次电池的内部结构的部分截面图。

图9是示出图7的二次电池的内部结构的部分截面图。

图10是示出另一例子的二次电池内的部分截面图。

图11是示出另一例子的二次电池内的部分截面图。

图12是示出另一例子的二次电池内的部分截面图。

图13是示出具备弯曲部的负极导电构件的部分截面图。

图14是示出具备重叠部的正极导电构件的部分截面图。

图15是示出具备壳体用肋的二次电池的立体图。

图16是示出圆筒型的二次电池的截面图。

图17是示出具备弧形(round)形状的遮挡部的正极导电构件的部分截面图。

图18是示出在第2肋中具备通气孔的遮挡部的部分截面图。

具体实施方式

(第1实施方式)

以下,根据图1~图6说明将蓄电装置具体化为二次电池的第1实施方式。

如图1和图2所示,作为蓄电装置的二次电池10具备壳体11。二次电池10具备收纳于壳体11的电极组装体12、极耳群26、36和未图示的电解液。壳体11具有:壳体主体13,其具有开口部13a;以及盖体14,其将壳体主体13的开口部13a封闭。盖体14在俯视时为矩形状。

壳体主体13和盖体14均为铝制的。壳体主体13具备:矩形板状的底壁13b;从底壁13b的短侧缘部突出的形状的短侧壁13c;以及从底壁13b的长侧缘部突出的形状的长侧壁13d。壳体11为长方体状,电极组装体12与壳体11一致而为长方体状。二次电池10为方形的锂离子电池。

二次电池10在盖体14上具备压力释放阀18。压力释放阀18位于比盖体14的长边方向的中央偏向一端的位置。即,压力释放阀18位于偏向作为盖体14的长边方向上的两端中的任意一端的第1端的位置。另外,压力释放阀18位于盖体14的短边方向的中央。从外表面14b观察盖体14时,压力释放阀18为长孔状。在本实施方式中,盖体14构成壳体11的壁部、即压力释放阀18所在的壁部。压力释放阀18在壳体11内的压力达到作为规定的压力的释放压力的情况下开裂。通过压力释放阀18的开裂,壳体11内的压力向壳体11外释放。

压力释放阀18的释放压力设定为在壳体11本身、壳体主体13与盖体14的接合部会发生龟裂、破裂等之前就能开裂的压力。压力释放阀18具有比盖体14的板厚小的薄板状的阀体19。阀体19位于凹设在盖体14的外表面14b的凹部20的底部,是与盖体14一体成型的。

如图3所示,电极组装体12具备矩形片状的多个正极电极21和矩形片状的多个负极电极31。正极电极21和负极电极31是不同极性的电极。正极电极21具备:作为金属箔的正极金属箔(在本实施方式中为铝箔)21a;以及存在于该正极金属箔21a的两面的正极活性物质层21b。负极电极31具备:负极金属箔(在本实施方式中为铜箔)31a;以及存在于该负极金属箔31a的两面的负极活性物质层31b。

电极组装体12是使隔离物24介于多个正极电极21和多个负极电极31之间而成为层状结构的层叠型。隔离物24将正极电极21和负极电极31绝缘。正极电极21具有从正极电极21的一边的一部分突出的形状的极耳25。正极的极耳25为正极金属箔21a露出的部位,是不存在正极活性物质层21b的部位。因此,在本实施方式中,正极的极耳25为正极电极21的未涂覆部。负极电极31具有从负极电极31的一边的一部分突出的形状的极耳35。负极的极耳35为负极金属箔31a露出的部位,是不存在负极活性物质层31b的部位。因此,在本实施方式中,负极的极耳35为负极电极31的未涂覆部。

此外,将在电极21、31的层叠方向上延伸的轴定义为x轴,将与x轴成直角并且与盖体14(详细地说,盖体14的外表面和内表面)平行的轴定义为y轴。因此,盖体14的短边方向为x轴方向,盖体14的长边方向为y轴方向。

如图1所示,多个正极的极耳25和多个负极的极耳35在正极电极21和负极电极31层叠的状态下相互不重叠。电极组装体12具备极耳侧端面12b。该极耳侧端面12b是将极耳25、35的突出的正极电极21和负极电极31的一边集中而形成的。极耳侧端面12b构成与盖体14的内表面14a相对的、电极组装体12的端面。在此,设以最短距离将盖体14的内表面14a与电极组装体12的极耳侧端面12b连结的直线的延伸方向为高度方向。

二次电池10具有从极耳侧端面12b突出的形状的正极的极耳群26。正极的极耳群26是将全部正极的极耳25向电极组装体12的层叠方向的一端侧集中并层叠而构成的。因此,正极的极耳群26是将作为多个正极电极21的未涂覆部的极耳25层叠而成的未涂覆部群。二次电池10具有从极耳侧端面12b突出的形状的负极的极耳群36。负极的极耳群36是将全部负极的极耳35向电极组装体12的层叠方向的一端侧集中并层叠而构成的。因此,负极的极耳群36是将作为多个负极电极31的未涂覆部的极耳35层叠而成的未涂覆部群。

二次电池10具备铝制的正极导电构件41和铜制的负极导电构件51。正极导电构件41和负极导电构件51的整体存在于电极组装体12的极耳侧端面12b与盖体14的内表面14a之间。正极导电构件41与负极导电构件51沿着盖体14的长边方向并排设置。正极导电构件41偏向盖体14的长边方向的第1端配置,负极导电构件51偏向盖体14的长边方向的第2端配置。

正极导电构件41为一体地具备正极接合部42、正极连结部43以及正极遮挡部44的曲柄状。偏向盖体14的长边方向的第1端配置的正极导电构件41具备正极遮挡部44。因此,在本实施方式中,正极导电构件41为具备遮挡部的第1导电构件,负极导电构件51为不具备遮挡部的第2导电构件。

正极接合部42为矩形平板状。正极接合部42的长边在盖体14的长边方向上延伸。正极端子46接合到正极接合部42的长边方向的一端侧,极耳群26接合到正极接合部42的长边方向的另一端侧。因此,正极导电构件41与作为正极的未涂覆部的极耳群26电连接。

如图1或者图5所示,正极连结部43为矩形板状。正极连结部43为从正极接合部42向电极组装体12的极耳侧端面12b突出的形状。正极连结部43与正极接合部42正交。正极导电构件41为向电极组装体12弯曲的形状。正极连结部43为沿着正极的极耳群26的侧面的状态。

正极遮挡部44为矩形板状。正极遮挡部44沿着电极组装体12的极耳侧端面12b配置。正极遮挡部44沿着盖体14的长边方向从正极连结部43向与正极接合部42相反的方向突出。正极遮挡部44与正极接合部42平行。另外,正极遮挡部44比正极接合部42偏向电极组装体12。因此,正极遮挡部44比正极接合部42远离盖体14。

正极导电构件41的正极接合部42和正极连结部43构成夹设部。该夹设部是在正极导电构件41中介于极耳侧端面12bh与盖体14的内表面14a之间的部位。另一方面,正极遮挡部44是比正极接合部42和正极连结部43偏向极耳侧端面12b的部位。

如图6所示,将壳体11的正面视图中的2条对角线交叉的位置设为正面视图的中央。在该正面视图的中央,将位于电极组装体12的电极21、31的层叠方向的中心的点设为中心点p1。设将该中心点p1与压力释放阀18的阀体19的中心点p2相连的直线为直线m。在这种情况下,正极遮挡部44存在于直线m上,相对于盖体(壁部)14从电极组装体12所处的一侧覆盖整个压力释放阀18。

如图4所示,正极遮挡部44从正极连结部43向突出方向的尺寸n1比压力释放阀18的长边方向的尺寸l1长。将正极遮挡部44中正极连结部43附近设为基端,将从正极连结部43突出的方向顶部设为顶端。从盖体14的外表面14b观察时,正极遮挡部44的基端位于与压力释放阀18的长边方向的一端相同的位置。另外,从盖体14的外表面14b观察时,正极连结部43的顶端超过了压力释放阀18的长边方向的另一端。因此,在盖体14的长边方向中,压力释放阀18比正极遮挡部44的顶端偏向基端(正极连结部43)。

将沿着正极遮挡部44的表面并且与正极遮挡部44的长边方向正交的方向设为正极遮挡部44的宽度方向。正极遮挡部44的沿着宽度方向的尺寸n2比以最短距离将短侧壁13c的内表面彼此连结的直线的长度稍短。因此,正极遮挡部44的宽度方向的两端是与壳体11的长侧壁13d的内表面稍微分离的。

正极导电构件41具备一对第1肋44a。各第1肋44a为从沿着盖体14的长边方向延伸的正极遮挡部44的各长缘部向盖体14立设的形状。第1肋44a为长边在盖体14的长边方向上延伸的形状。

如图1或者图5所示,在正极遮挡部44中,将面对极耳侧端面12b的面设为外表面44b,将面对盖体14的内表面14a的面设为内表面44d。正极遮挡部44的外表面44b在高度方向上是与极耳侧端面12b分离的。另外,正极遮挡部44的内表面44d为平坦面状。在第1肋44a中,其从正极遮挡部44的突出方向的顶端面是与盖体14的内表面14a分离的。

正极导电构件41在正极遮挡部44具备第2肋44c。第2肋44c是从在盖体14的短边方向即正极遮挡部44的宽度方向上延伸的缘部中的偏向负极导电构件51的缘部向盖体14立设的形状。第2肋44c的长边沿着电极组装体12的层叠方向延伸。

将第1肋44a的沿着立设方向的尺寸中的、从正极遮挡部44的外表面44b算起的尺寸设为立设距离h1。另外,将第2肋44c的沿着立设方向的尺寸中的、从正极遮挡部44的外表面44b算起的尺寸设为立设距离h2。第2肋44c的立设距离h2比第1肋44a的立设距离h1短。这是为了在第2肋44c的顶端与盖体14之间确保从负极导电构件51所处的一侧流入的气体的流路。

负极导电构件51为矩形平板状。负极导电构件51的长边在盖体14的长边方向上延伸。负极的极耳群36接合到负极导电构件51的长边方向一端侧。负极端子56接合到负极导电构件51的长边方向另一端侧。因此,负极导电构件51与负极的极耳群36电连接。

负极导电构件51的长边方向一端面与正极导电构件41的正极遮挡部44的顶端面在盖体14的长边方向上分离,极耳侧端面12b的一部分从两个面之间露出。即,即使正极导电构件41和负极导电构件51在盖体14的长边方向上并排设置,正极导电构件41与负极导电构件51也未在高度方向上互相重叠。

正极端子46和负极端子56贯通盖体14,其一部分露出到壳体11外。另外,在正极端子46和负极端子56上分别装配有用于与壳体11绝缘的环状的绝缘构件17a。

接下来,说明二次电池10的作用。

那么,如图6所示,为了进行钉刺试验,当在二次电池10的正面视图中将钉刺入壳体11的中央时,该钉会在层叠方向上贯通电极组装体12。于是,正极电极21与负极电极31之间的隔离物24由于钉而破裂或者熔融,正极电极21和负极电极31在壳体11内短路。

当在电极组装体12中发生短路时,会在该短路部的周边产生热,电解液成分被分解而产生气体。由于气体的产生,发生二次电池10内的压力上升。然后,当壳体11的内部压力到达压力释放阀18的释放压力时,压力释放阀18的阀体19开裂,壳体11内的气体向壳体11外放出。

如双点划线的箭头y所示,在短路部产生的高压的气体向压力释放阀18上升。另外,由于所产生的气体的势头,各电极21、31、各金属箔21a、31a的一部分被剥离而产生碎片。气体通过电极组装体12的层间从极耳侧端面12b向电极组装体12外放出。气体中的从中心点p1去往压力释放阀18的气体与正极遮挡部44的外表面44b碰撞,沿着正极遮挡部44的外表面44b改变方向。

由于与正极遮挡部44的碰撞而改变方向并流到了层叠方向的气体沿着第1肋44a上升,穿过第1肋44a的顶端面与盖体14的内表面14a的间隙,而到达压力释放阀18。

流向正极端子46所处的一侧的气体由于正极连结部43而无法流入到正极遮挡部44上,在沿着正极连结部43上升后,从正极遮挡部44上到达压力释放阀18。流向负极端子56侧的气体通过第2肋44c与盖体14之间而到达压力释放阀18。因此,气体从压力释放阀18周围的各处流向压力释放阀18。因此,气体路径存在于沿着正极遮挡部44的内表面44d的任何位置。在本实施方式中,第1肋44a的外表面是与沿着盖体14的短边方向去往压力释放阀18的气体路径正交的面,第2肋44c、正极连结部43是与沿着盖体14的长边方向去往压力释放阀18的气体路径正交的面。

根据上述实施方式,能得到如下效果。

(1)正极导电构件41的正极遮挡部44相对于盖体(壁部)14从电极组装体12所处的一侧覆盖压力释放阀18。因此,在钉刺试验时,能使去往压力释放阀18的气体与正极遮挡部44的外表面44b碰撞,使气体的流向脱离笔直地去往压力释放阀18的排出路径。气体改变了方向后,其气体排出路径变长。因此,由于气体排出路径变长以及与正极遮挡部44的碰撞,气体中包含的各电极21、31、各金属箔21a、31a的碎片在壳体11内落下。因此,能抑制气体中包含的碎片向壳体11外排出,能抑制碎片向壳体11外飞散,抑制火花的产生。

另外,正极遮挡部44位于比作为偏向盖体14的夹设部的正极接合部42和正极连结部43偏向电极组装体12的极耳侧端面12b的位置。因此,即使由正极遮挡部44覆盖压力释放阀18,去往压力释放阀18的气体的流路也不会被缩窄。因此,能确保气体向压力释放阀18的流路,并且能抑制火花向壳体11外飞散。

(2)将正极遮挡部44设于正极导电构件41。正极导电构件41与壳体11同样是铝制的。因此,即使正极遮挡部44与壳体11接触也不会发生电腐蚀。因此,能使由正极遮挡部44覆盖极耳侧端面12b和压力释放阀18的面积变大,从而能使正极遮挡部44在宽度方向上大型化。因此,能利用正极遮挡部44使去往压力释放阀18的多数气体与正极遮挡部44碰撞。

另外,通过使正极遮挡部44由铝制成,即使为了以大范围覆盖极耳侧端面12b和压力释放阀18而使正极遮挡部44大型化也不会致使成本提高。

(3)压力释放阀18在盖体14的长边方向上偏向正极导电构件41配置,正极导电构件41具备正极遮挡部44。并且,在从外表面14b观察盖体14的状态下,正极遮挡部44的顶端位于沿着盖体14的长边方向超过压力释放阀18的位置。因此,通过使气体沿着正极遮挡部44的外表面44b,能使气体远离压力释放阀18,能使到压力释放阀18为止的气体排出路径变得更长。其结果是,容易使各电极21、31、各金属箔21a、31a的碎片从气体落下,能进一步抑制火花向壳体11外飞散。

(4)正极遮挡部44的第1肋44a位于电极组装体12的层叠方向的两端侧。在钉刺试验时,由于温度上升而电极组装体12在层叠方向上膨胀,气体从电极组装体12的层叠方向的两侧流向压力释放阀18。能使这些气体与第1肋44a碰撞,使各电极21、31、各金属箔21a、31a的一部分从气体落下。

(5)正极遮挡部44具备在盖体14的短边方向(电极组装体12的层叠方向)上延伸的第2肋44c。因此,即使气体从负极导电构件51所处的一侧流向正极遮挡部44,也能使气体与第2肋44c碰撞,使各电极21、31、各金属箔21a、31a的一部分从气体落下。

(6)在并排设置于盖体14的长边方向的正极导电构件41和负极导电构件51中,两个极性的导电构件41、51在高度方向上不互相重叠。因此,即使在二次电池10振动时或气体与正极遮挡部44碰撞时,正极导电构件41和负极导电构件51也不会接触,不会发生短路。

(第2实施方式)

接下来,根据图7~图9根据说明将蓄电装置具体化为二次电池的第2实施方式。此外,在第2实施方式中,对与第1实施方式的构成同样的部分省略其详细的说明。

如图7或者图8所示,负极导电构件51是一体地具备负极接合部52、负极连结部53以及负极遮挡部54的曲柄状。负极接合部52为矩形平板状。负极接合部52的长边在盖体14的长边方向上延伸。负极的极耳群36接合到负极接合部52的长边方向的一端侧,负极端子56接合到负极接合部52的长边方向的另一端侧。因此,负极导电构件51与作为负极的未涂覆部的极耳群36电连接。

负极连结部53为矩形板状。负极连结部53是从负极接合部52向电极组装体12的极耳侧端面12b突出的形状。负极导电构件51是向电极组装体12弯曲的形状。负极连结部53与负极接合部52正交。负极连结部53是沿着负极的极耳群36的侧面的状态。

负极遮挡部54为矩形板状。负极遮挡部54沿着盖体14的长边方向从负极连结部53向与负极接合部52相反的方向突出。负极遮挡部54与负极接合部52平行。另外,负极遮挡部54比负极接合部52偏向电极组装体12。因此,负极遮挡部54比负极接合部52远离盖体14。

负极导电构件51的负极接合部52和负极连结部53构成夹设部。该夹设部是在负极导电构件51中介于极耳侧端面12b与盖体14的内表面14a之间的部位。另一方面,负极遮挡部54是比负极接合部52和负极连结部53偏向极耳侧端面12b的部位。

负极接合部52处于与正极导电构件41的正极接合部42相同的高度。另一方面,负极连结部53从负极接合部52向电极组装体12的突出长度比正极连结部43从正极接合部42的突出长度短。因此,负极遮挡部54位于比正极遮挡部44靠近盖体14的位置,正极遮挡部44和负极遮挡部54在高度方向上互相重叠。

在负极遮挡部54中,将面对正极遮挡部44的面设为外表面54b。外表面54b在高度方向上与正极遮挡部44分离,在正极遮挡部44与负极遮挡部54之间确保了气体流路。另外,负极遮挡部54的外表面54b为平坦面状。

将沿着负极遮挡部54的表面并且与负极遮挡部54的长边方向正交的方向设为负极遮挡部54的宽度方向。如图9所示,负极遮挡部54的沿着宽度方向的尺寸n3比正极遮挡部44的沿着宽度方向的尺寸n2短。负极导电构件51具备从负极遮挡部54的一对长缘部向盖体14立设的形状的负极肋54a。负极肋54a为长边在盖体14的长边方向上延伸的形状。在负极遮挡部54的宽度方向上,正极遮挡部44的第1肋44a位于比负极肋54a靠外侧的位置。在负极遮挡部54的宽度方向上,负极肋54a与第1肋44a是分离的。负极肋54a从负极遮挡部54的突出方向的顶端面是与盖体14的内表面14a稍微分离的。第1肋44a的顶端面与负极肋54a的顶端面处于相同的高度。

接下来,说明二次电池10的作用。

那么,在钉刺试验时,在短路部产生的高压的气体向压力释放阀18上升。气体从极耳侧端面12b向电极组装体12外放出。

如图8的箭头y所示,去往压力释放阀18的气体与正极遮挡部44的外表面44b碰撞,沿着正极遮挡部44的外表面44b改变方向。由于与正极遮挡部44的碰撞而改变方向并流到了正极遮挡部44的宽度方向的气体沿着第1肋44a上升,穿过第1肋44a的顶端面与盖体14的内表面14a的间隙,而到达压力释放阀18。

流向正极端子46所处的一侧的气体在沿着正极连结部43上升后,从正极遮挡部44上到达压力释放阀18。流向负极端子56所处的一侧的气体在正极遮挡部44与负极遮挡部54之间流动,沿着负极遮挡部54、负极肋54a上升,而到达压力释放阀18。然后,气体从开裂的压力释放阀18向壳体11外排出。

因此,根据第2实施方式,除了能得到第1实施方式所述的效果以外,还能得到以下的效果。

(7)用正极遮挡部44和负极遮挡部54这2个遮挡部来覆盖压力释放阀18,在高度方向上使正极遮挡部44和负极遮挡部54分离。能使与正极遮挡部44碰撞并流到了负极端子56所处的一侧的气体在正极遮挡部44与负极遮挡部54之间流动而到达压力释放阀18。因此,能使去往压力释放阀18的气体的排出路径变长。而且,沿着正极遮挡部44流到了正极连结部43的气体由于正极连结部43而不易流向压力释放阀18,能使气体的排出路径变长。因此,气体中包含的各电极21、31的碎片、各金属箔21a、31a的碎片在壳体11内落下,能抑制碎片与气体一起向壳体11外排出,抑制火花的产生。

此外,上述实施方式也可以如下进行变更。

○如图10所示,也可以使覆盖压力释放阀18的遮挡部仅为负极导电构件51的负极遮挡部54。在这种情况下,压力释放阀18偏向盖体14的长边方向的第2端配置,偏向盖体14的长边方向的第2端配置的负极导电构件51具备负极遮挡部54。并且,负极导电构件51为具备遮挡部的第1导电构件,正极导电构件41为不具备遮挡部的第2导电构件。另外,也可以在负极遮挡部54的短缘部设置肋54c。

在这样构成的情况下,即使气体与铜制的负极遮挡部54碰撞,也能抑制负极遮挡部54被高温的气体熔融或削掉。其结果是,能抑制负极遮挡部54的一部分与气体一起向壳体11外放出而产生火花。

○如图11所示,在负极导电构件51中,也可以不是设置相对于负极接合部52弯曲的负极连结部53,而是将平坦的负极遮挡部54与负极接合部52设置在同一平面上。

在这样构成的情况下,在钉刺试验时,能使去往压力释放阀18的气体与负极遮挡部54碰撞,使气体的流向脱离笔直地去往压力释放阀18的排出路径。气体改变了方向后,其气体排出路径变长。因此,由于气体排出路径变长以及与负极遮挡部54的碰撞,气体中包含的各电极21、31、各金属箔21a、31a的碎片在壳体11内落下。因此,能抑制气体中包含的碎片向壳体11外排出,能抑制火花的产生。

此外,在图11中,设为将平坦的遮挡部设于负极导电构件51的构成,但是也可以去掉负极导电构件51的负极连结部53和负极遮挡部54,并且将平坦的遮挡部设于正极导电构件41。在这种情况下,在正极导电构件41中,不是设置相对于正极接合部42弯曲的正极连结部43,而是将平坦的正极遮挡部44与正极接合部42设置在同一平面上。

○如图12所示,电极组装体60也可以是将1个长条带状的正极电极61、未图示的长条带状的隔离物以及1个长条带状的负极电极71以卷绕轴线l为中心按旋涡状卷绕而成的卷绕型。正极电极61具有存在于带状的金属箔62的两面的正极活性物质层以及露出有金属箔62的正极未涂覆部64。负极电极71具有存在于带状的金属箔72的两面的负极活性物质层73以及露出有金属箔72的负极未涂覆部74。

在电极组装体60中,正极未涂覆部64位于卷绕轴线l的延伸方向的一端部。在电极组装体60中,负极未涂覆部74位于卷绕轴线l的延伸方向的另一端部。正极导电构件65的顶端部电连接到电极组装体60的正极未涂覆部64。正极导电构件65是将大致矩形平板通过例如冲压加工等折弯而形成的。

正极导电构件65具备与正极未涂覆部64电连接的矩形平板状的正极接合部65a。另外,正极导电构件65具备正极导电部65b,正极导电部65b设置为与正极接合部65a连续,并向盖体14延伸。正极导电构件65还具备夹设部65c,夹设部65c设置为与正极导电部65b连续,并介于盖体14的内表面14a和与该内表面14a相对的电极组装体60的端面60a之间。正极端子46电连接到该夹设部65c。

另外,正极导电构件65具备位于比夹设部65c接近电极组装体12的位置的遮挡部65d,遮挡部65d相对于盖体14从电极组装体60所处的一侧覆盖压力释放阀18。遮挡部65d位于盖体14的内表面14a和与该内表面14a相对的电极组装体60的端面60a之间。另外,遮挡部65d在正极导电构件65中是独立于夹设部65c的。

负极导电构件75的顶端部电连接到电极组装体60的负极未涂覆部74。负极导电构件75是将大致矩形平板通过例如冲压加工等折弯而形成的。

负极导电构件75具备与负极未涂覆部74电连接的矩形平板状的负极接合部75a。另外,负极导电构件75具备负极导电部75b,负极导电部75b设置为与负极接合部75a连续,并向盖体14延伸。负极导电构件75还具备夹设部75c,夹设部75c设置为与负极导电部75b连续,并介于盖体14的内表面14a和与该内表面14a相对的电极组装体60的端面60a之间。负极端子56电连接到该夹设部75c。

此外,也可以在负极导电构件75设有遮挡部。

另外,也可以设置将正极导电构件65折弯而与夹设部65c连续的遮挡部65d。而且,也可以在遮挡部65d设置第1肋44a、第2肋44c。

○在第1实施方式中,如图13所示,负极导电构件51在一部分中具备在高度方向上位于比正极遮挡部44偏向盖体14的位置的部分。在这种情况下,正极遮挡部44和负极导电构件51的一部分在高度方向上互相重叠,负极导电构件51在该互相重叠的部分具备位于比极耳群36偏向正极导电构件41的位置的延长部51f。负极导电构件51也可以具备向盖体14弯曲的弯曲部51d,使得延长部51f的顶端去往压力释放阀18的边缘。弯曲部51d只要位于比极耳群36与负极导电构件51的焊接部偏向正极导电构件41的位置即可,可以是任意位置。另外,延长部51f未覆盖压力释放阀18。

在这样构成的情况下,如箭头y所示,由于与正极遮挡部44的碰撞而改变方向并流到了负极导电构件51所处的一侧的气体在延长部51f与正极遮挡部44的两个相对面之间通过,沿着延长部51f去往压力释放阀18。延长部51f的顶端配置为朝向压力释放阀18的边缘,因此能使沿着延长部51f流动的气体流向压力释放阀18。其结果是,能抑制气体与盖体14的压力释放阀18的周围碰撞,能抑制盖体14的压力释放阀18的周围熔融。此外,也可以去掉正极导电构件41的正极遮挡部44,并且设置负极导电构件51的负极遮挡部54,将延长部51f和弯曲部51d设于正极导电构件41。

○在第1实施方式中,如图14所示,正极遮挡部44也可以具备在高度方向上与负极导电构件51的负极接合部52互相重叠的重叠部45。重叠部45以在高度方向上与负极接合部52之间具有间隙的状态配置。并且,重叠部45介于对折状态的极耳群36的两个相对面之间。即,从盖体14的外表面14b观察时,正极导电构件41的重叠部45与作为不同极性的负极的极耳35重叠。另外,重叠部45相对于盖体14从电极组装体12所处的一侧覆盖极耳群36中的从折回部往顶端的部分。

另外,重叠部45在盖体14的长边方向上突出成比负极的极耳群36偏向负极端子56。此外,在重叠部45中,为了确保与极耳群36的绝缘而对重叠部45的表面实施绝缘性树脂或陶瓷的涂层等。

在这样构成的情况下,在气体从在层叠方向上相邻的负极的极耳35彼此之间排出时,能使该气体与重叠部45碰撞,使气体中包含的电极碎片从气体落下。

另外,如箭头y所示,在钉刺试验时,能使去往压力释放阀18的气体与正极遮挡部44碰撞,进而使气体沿着重叠部45流到负极端子56所处的一侧。然后,气体在重叠部45与负极接合部52的间隙中流动而到达压力释放阀18。因此,通过设置重叠部45,气体排出路径进一步变长,气体中包含的各电极21、31、各金属箔21a、31a的碎片在壳体11内落下。因此,能抑制气体中包含的碎片向壳体11外排出,能抑制火花的产生。

此外,在如图10所示的方式那样将覆盖压力释放阀18的遮挡部设为负极导电构件51的负极遮挡部54的情况下,也可以在负极遮挡部54的肋54c设置重叠部45,设为在高度方向上使正极接合部42和重叠部45互相重叠的状态。

○在各实施方式、各形态中,如图15所示,二次电池10也可以在壳体主体13的长侧壁13d上具备壳体用肋13f。壳体用肋13f为长边在长侧壁13d的长边方向上延伸的矩形板状,在长侧壁13d的短边方向上具有多个。另外,在从外表面14b观察盖体14的情况下,壳体用肋13f沿着正极遮挡部44、负极遮挡部54配置。

在这样构成的情况下,在钉刺试验时,由于温度上升而电极组装体12在层叠方向上膨胀,由于电极组装体12的膨胀而壳体11会试图以在层叠方向上扩大的方式变形。但是,利用壳体用肋13f,能抑制壳体11向层叠方向的变形。其结果是,第1肋44a、负极肋54a的外表面与长侧壁13d的内表面之间的间隙不易扩大,气体不易通过。

○如图16所示,二次电池80也可以为圆筒型。二次电池80在中空圆柱状的壳体81的内部具有将带状的正极电极82和带状的负极电极83隔着隔离物84层叠并卷绕而成的电极组装体85。壳体81由金属制成,为轴向一端部封闭而另一端部开放的形状。电解液注入于壳体81的内部,并浸渍于隔离物84。另外,二次电池80在电极组装体85的轴向两端具备绝缘板86。此外,在圆筒型的二次电池80中,壳体81的径向为电极82、83的层叠方向(x轴方向)。

二次电池80在壳体81的开放端具备:作为壁部的盖体87;以及设于该盖体87的内侧的压力释放阀88。压力释放阀88与盖体87电连接,在钉刺试验时或由于内部短路等而壳体81内的压力达到释放压力的情况下,压力释放阀88的盘状板88a开裂而将壳体81内的压力向壳体81外放出。

另外,二次电池80具备配置于电极组装体85的中心的中心销90。电极组装体85的正极电极82连接有正极引线91,负极电极83连接有负极引线92。正极引线91的一端固定于正极电极82,另一端焊接于压力释放阀88,从而与盖体87电连接。负极引线92的一端固定于负极电极83,另一端焊接于壳体81,而被电连接。在二次电池80中,在正极引线91上具备遮挡部94,遮挡部94相对于盖体14从电极组装体85所处的一侧覆盖压力释放阀88。

○如图17所示,正极遮挡部44也可以是在从周缘部趋向中央部的整体上向极耳侧端面12b缓缓鼓起的弧形形状。另外,弧形形状不限于图17所示的形状,也可以仅有正极遮挡部44的周缘部为弧形形状,中央部附近为沿着极耳侧端面12b的平坦面状。另外,不限于正极遮挡部44,也可以使负极遮挡部54为弧形形状。

在这样构成的情况下,在钉刺试验时,如箭头y所示,去往压力释放阀18的气体虽然与遮挡部44、54的外表面44b、54b碰撞,但是由于遮挡部44、54为弧形形状,因此能抑制遮挡部44、54由于气体而变形。

○如图18所示,在第1实施方式中,正极遮挡部44也可以是具备在板厚方向上贯通第2肋44c的多个通气孔44g的形状。在这样构成的情况下,气体中包含的各电极21、31、各金属箔21a、31a的一部分能与第2肋44c碰撞而从气体落下。并且,能使气体通过通气孔44g而从压力释放阀18向壳体11外放出。通气孔44g发挥将成为火花的原因的各电极21、31、各金属箔21a、31a的碎片筛掉的功能。其结果是,能抑制碎片与气体一起向壳体11外飞散,抑制火花的产生。此外,优选通气孔44g的孔径按照气体中包含的碎片的大小而适当地变更。

此外,在如图10所示将负极遮挡部54设于负极导电构件51的情况下,也可以在肋54c设置通气孔44g。

○在第1实施方式中,也可以使正极遮挡部44相对于作为正极导电构件41的夹设部的正极接合部42和正极连结部43是独立的,在第2实施方式中,也可以使负极遮挡部54相对于作为负极导电构件51的夹设部的负极接合部52和负极连结部53是独立的。

○也可以将正极接合部42、正极连结部43和正极遮挡部44设为相互独立的构成,将它们连成一体而作为正极导电构件41,还可以将负极接合部52、负极连结部53以及负极遮挡部54设为相互独立的构成,将它们连成一体而作为负极导电构件51。

○在第1实施方式中,也可以不要正极遮挡部44的第2肋44c。另外,在第2实施方式中,也可以沿着负极遮挡部54的短缘部设置肋。

○在第1实施方式中,也可以不要正极遮挡部44的第1肋44a,第1肋44a也可以仅从正极遮挡部44的两个长缘部中的一个长缘部立设。

○在第2实施方式中,也可以不要负极遮挡部54的负极肋54a,负极肋54a也可以仅从负极遮挡部54的两个长缘部中的一个长缘部立设。

○在第1实施方式中,正极遮挡部44从正极连结部43的突出方向的顶端也可以沿着盖体14的长边方向不超过压力释放阀18,也可以处于与压力释放阀18相同的位置。

○在第2实施方式中,也可以调换正极遮挡部44和负极遮挡部54的高度的上下关系,使得负极遮挡部54比正极遮挡部44偏向电极组装体12。

○壳体11的壁部也可以不是盖体14,而是壳体主体13的短侧壁13c或长侧壁13d。

○隔离物24也可以不是在正极电极21与负极电极31之间分别夹装有1个的类型,例如,也可以是收纳有正极电极21的袋状隔离物。

或者,隔离物也可以是长条状,通过z字形折叠而介于正极电极21与负极电极31之间的类型。

○正极电极21也可以是在正极金属箔21a的单面具备正极活性物质层21b的类型,负极电极31也可以是在负极金属箔31a的单面具备负极活性物质层31b的类型。

○蓄电装置也可以是双电层电容器等其它蓄电装置。

○在实施方式中,二次电池10为锂离子二次电池,但是并不局限于此,也可以是镍氢等其它二次电池。只要是离子在正极活性物质层和负极活性物质层之间移动并且进行电荷的交换即可。

附图标记说明

10:作为蓄电装置的二次电池,11:壳体,12、60:电极组装体,12b:作为电极组装体的端面的极耳侧端面,13f:壳体用肋,14:作为壁部的盖体,14a:内表面,18:压力释放阀,21:作为电极的正极电极,21a:作为金属箔的正极金属箔,21b:正极活性物质层,25:作为未涂覆部的极耳,31:作为电极的负极电极,31a:作为金属箔的负极金属箔,31b:负极活性物质层,35:作为未涂覆部的极耳,41:作为导电构件的正极导电构件,42:构成夹设部的正极接合部,43:构成夹设部的正极连结部,44:作为遮挡部的正极遮挡部,44a:第1肋,44c:第2肋,44g:通气孔,45:重叠部,51:作为导电构件的负极导电构件,51d:弯曲部,52:构成夹设部的负极接合部,53:构成夹设部的负极连结部,54:作为遮挡部的负极遮挡部,54a:负极肋,60a:端面,61:作为电极的正极电极,62:金属箔,64:作为未涂覆部的正极未涂覆部,65:作为导电构件的正极导电构件,65c:夹设部,65d:遮挡部,71:作为电极的负极电极,72:金属箔,73:负极活性物质层,74:作为未涂覆部的负极未涂覆部,75:作为导电构件的负极导电构件,75c:夹设部。

当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1