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公開番号2021170516
公報種別公開特許公報(A)
公開日20211028
出願番号2020073914
出願日20200417
発明の名称蓄電装置
出願人株式会社豊田自動織機
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H01M 10/04 20060101AFI20211001BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】集電体に生じる不具合の発生を低減できる蓄電装置を提供する。
【解決手段】蓄電装置1は、互いに積層された複数の蓄電セル2を含むセルスタック5を備え、各蓄電セル2は、集電体21と、集電体23と、集電体21及び23の間に配置されたスペーサ14と、を有し、積層方向Dに隣り合う2つの蓄電セル2の間において、集電体21の他方面21bと集電体23の他方面23bとが互いに向かい合うように積層されており、これら集電体21及び23は、互いに接する当接部分P1と、互いに離間する離間部分P2と、を有し、離間部分P2において集電体21の他方面21bと集電体23の他方面23bとの間に形成される隙間41には、集電体21及び23の変形を規制する充填材51が設けられている。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項1】
互いに積層された複数の蓄電セルを含むセルスタックを備え、
各前記蓄電セルは、
正極活物質層が一方面に設けられた正極集電体と、
負極活物質層が一方面に設けられ、前記セルスタックの積層方向において前記負極活物質層がセパレータを介して前記正極活物質層に向かい合うように配置された負極集電体と、
前記正極集電体の前記一方面の面内方向の縁部及び前記負極集電体の前記一方面の面内方向の縁部のそれぞれに接合され、前記正極集電体及び前記負極集電体の間に配置された第1のスペーサと、を有し、
前記積層方向に隣り合う2つの前記蓄電セルの間において、前記正極集電体及び前記負極集電体の他方面同士が互いに向かい合うように積層されており、これら前記正極集電体及び前記負極集電体は、前記正極活物質層及び前記負極活物質層の形成領域を含み且つ互いに接する第1の当接部分と、前記第1のスペーサの接合領域を含み且つ互いに離間する第1の離間部分と、を有し、
前記第1の離間部分において前記正極集電体の前記他方面と前記負極集電体の前記他方面との間に形成される第1の隙間には、前記正極集電体及び前記負極集電体の変形を規制する第1の変形規制部が設けられている、蓄電装置。
続きを表示(約 1,200 文字)【請求項2】
前記第1の離間部分は、前記第1のスペーサに接合する第1の接合部分と、前記第1の接合部分と前記第1の当接部分との間で屈曲する第1の屈曲部分と、を含み、
前記第1の隙間は、前記第1の接合部分に対応する第1の領域と、前記第1の屈曲部分に対応する第2の領域と、を含み、
前記第1の変形規制部は、前記第1の領域及び前記第2の領域の少なくとも一方に設けられている、請求項1に記載の蓄電装置。
【請求項3】
前記第1の変形規制部は、前記第1の領域に充填された充填材である、請求項2に記載の蓄電装置。
【請求項4】
前記第1の変形規制部は、前記第1の領域及び前記第2の領域の双方に充填された充填材である、請求項2に記載の蓄電装置。
【請求項5】
前記第1の変形規制部は、前記第1の離間部分において、前記正極集電体の前記他方面と前記負極集電体の前記他方面とを連結するように設けられた連結部材である、請求項1又は2に記載の蓄電装置。
【請求項6】
前記第1の当接部分において、前記正極集電体及び前記負極集電体の前記他方面同士は、互いに接合されている、請求項1〜5のいずれか一項に記載の蓄電装置。
【請求項7】
前記セルスタックにおける前記積層方向の一方端に積層された最外集電板を更に備え、
前記最外集電板の一方面は、前記最外集電板に隣り合う前記蓄電セルの前記正極集電体又は前記負極集電体の前記他方面と向かい合っており、この前記正極集電体又は前記負極集電体は、前記正極活物質層又は前記負極活物質層の形成領域を含み且つ前記最外集電板に接する第2の当接部分と、前記第1のスペーサの接合領域を含み且つ前記最外集電板から離間する第2の離間部分と、を有し、
前記最外集電板の前記一方面と、前記第2の離間部分における前記正極集電体又は前記負極集電体の前記他方面と、の間に形成される第2の隙間には、前記正極集電体又は前記負極集電体の変形を規制する第2の変形規制部が設けられている、請求項1〜6のいずれか一項に記載の蓄電装置。
【請求項8】
前記第2の離間部分は、前記第1のスペーサに接合する第2の接合部分と、前記第2の接合部分と前記第2の当接部分との間で屈曲する第2の屈曲部分と、を含み、
前記第2の隙間は、前記第2の接合部分に対応する第3の領域と、前記第2の屈曲部分に対応する第4の領域と、を含み、
前記第2の変形規制部は、前記第3の領域及び前記第4の領域の少なくとも一方に設けられている、請求項7に記載の蓄電装置。
【請求項9】
前記第2の変形規制部は、前記第3の領域に充填された充填材である、請求項8に記載の蓄電装置。
【請求項10】
前記第2の変形規制部は、前記第3の領域及び前記第4の領域の双方に充填された充填材である、請求項8に記載の蓄電装置。
(【請求項11】以降は省略されています)

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本開示は、蓄電装置に関する。
続きを表示(約 2,500 文字)【背景技術】
【0002】
特許文献1は、複数の蓄電セルが積層されたセルスタックを備える蓄電装置を開示する。この蓄電装置では、各蓄電セルは、正極活物質層が一方面に設けられた正極集電体と、正極活物質層とセパレータを介して向かい合う負極活物質層が一方面に設けられた負極集電体と、正極集電体及び負極集電体の一方面の縁部にそれぞれ接合されて正極集電体と負極集電体との間を封止する樹脂部と、を有する。各蓄電セルは、正極集電体及び負極集電体の他方面同士が互いに接するように積層されており、これら正極集電体及び負極集電体の他方面の縁部同士は互いに離間している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特表2018−519646号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上述した蓄電セルのように、互いに隣り合う2つの蓄電セルの間において各集電体の他方面の縁部同士が互いに離間した構成とすると、各集電体の他方面の縁部同士が互いに接する構成と比べて、各集電体の縁部に接合される樹脂部の厚さを薄くすることができる。これにより、樹脂部を透過して蓄電セルの外部から内部に浸入する水分の量を低減でき、当該水分による各集電体の電蝕等の不具合の発生を低減することができる。しかしながら、上述した構成では、蓄電セルの内圧の上昇に起因して集電体に変形が生じやすい。この集電体の変形に起因して各集電体の面内方向に引っ張り応力が生じると、樹脂部に接合された集電体の縁部の付近に当該引っ張り応力が集中し、集電体の破れ、及び樹脂部からの集電体の剥がれ等といった不具合が生じるおそれがある。その結果、蓄電装置の外部への電解液の漏出等の問題が生じるおそれがある。
【0005】
本開示は、集電体に生じる不具合の発生を低減できる蓄電装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示の一側面に係る蓄電装置は、互いに積層された複数の蓄電セルを含むセルスタックを備え、各蓄電セルは、正極活物質層が一方面に設けられた正極集電体と、負極活物質層が一方面に設けられ、セルスタックの積層方向において負極活物質層がセパレータを介して正極活物質層に向かい合うように配置された負極集電体と、正極集電体の一方面の面内方向の縁部及び負極集電体の一方面の面内方向の縁部のそれぞれに接合され、正極集電体及び負極集電体の間に配置された第1のスペーサと、を有し、積層方向に隣り合う2つの蓄電セルの間において、正極集電体及び負極集電体の他方面同士が互いに向かい合うように積層されており、これら正極集電体及び負極集電体は、正極活物質層及び負極活物質層の形成領域を含み且つ互いに接する第1の当接部分と、第1のスペーサの接合領域を含み且つ互いに離間する第1の離間部分と、を有し、第1の離間部分において正極集電体の他方面と負極集電体の他方面との間に形成される第1の隙間には、正極集電体及び負極集電体の変形を規制する第1の変形規制部が設けられている。
【0007】
この蓄電装置では、互いに隣り合う2つの蓄電セルの間において、正極集電体及び負極集電体は、正極活物質層及び負極活物質層の形成領域を含み且つ互いに接する第1の当接部分と、第1のスペーサの接合領域を含み且つ互いに離間する第1の離間部分と、を有している。このように正極集電体及び負極集電体が第1の離間部分を有する場合、正極集電体及び負極集電体が第1の離間部分を有しない場合(つまり、正極集電体及び負極集電体が全て互いに接している場合)と比べて、正極集電体及び負極集電体の縁部に接合される第1のスペーサの厚さを薄くすることができる。更に、上記の蓄電装置では、正極集電体及び負極集電体の他方面の縁部同士の間に形成された第1の隙間に、正極集電体及び負極集電体の変形を規制する第1の変形規制部が設けられている。このため、蓄電セルの内圧の上昇に応じて正極集電体及び負極集電体が第1の隙間において変形しようとしても、第1の変形規制部によって当該変形が規制される。これにより、正極集電体及び負極集電体における面内方向への引っ張り応力の発生を低減でき、第1のスペーサに接合された正極集電体及び負極集電体の縁部の付近への当該引っ張り応力の集中を抑制できる。その結果、正極集電体及び負極集電体の破れ、第1のスペーサからの正極集電体及び負極集電体の剥がれ等の不具合の発生を低減でき、蓄電装置の外部への電解液の漏出等の問題の発生を低減できる。
【0008】
第1の離間部分は、第1のスペーサに接合する第1の接合部分と、第1の接合部分と第1の当接部分との間で屈曲する第1の屈曲部分と、を含み、第1の隙間は、第1の接合部分に対応する第1の領域と、第1の屈曲部分に対応する第2の領域と、を含み、第1の変形規制部は、第1の領域及び第2の領域の少なくとも一方に設けられていてもよい。この場合、第1の隙間における正極集電体及び負極集電体の変形は、第1の隙間において第1の接合部分及び第1の屈曲部分が変位することによって生じる。そこで、第1の接合部分及び第1の屈曲部分にそれぞれ対応する第1の領域及び第2の領域の少なくとも一方に第1の変形規制部が設けられていることによって、第1の隙間における正極集電体及び負極集電体の変形を好適に抑制できる。
【0009】
第1の変形規制部は、第1の領域に充填された充填材であってもよい。第1の隙間における正極集電体及び負極集電体の変形は、第1の屈曲部分において大きくなりやすい。そこで、第1の隙間において、第1の屈曲部分に対応する第1の領域に充填材が充填されることによって、第1の隙間における正極集電体及び負極集電体の変形を効果的に抑制できる。
【0010】
第1の変形規制部は、第1の領域及び第2の領域の双方に充填された充填材であってもよい。この場合、第1の隙間における正極集電体及び負極集電体の変形を一層効果的に抑制できる。
(【0011】以降は省略されています)

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