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公開番号2025120806
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-18
出願番号2024015911
出願日2024-02-05
発明の名称電池セル及びその分解方法
出願人川崎重工業株式会社
代理人弁理士法人有古特許事務所
主分類H01M 50/15 20210101AFI20250808BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】分解の容易な電池セルの構造を提供する。
【解決手段】電池セルは、取出口を有する本体、及び、取出口を閉塞する蓋体、及び、結合及び結合解除を繰り返し可能に本体と蓋体を結合する結合具を有するケーシングと、ケーシング内に配置され取出口を通じてケーシングから取り出し可能な電極アセンブリと、ケーシング内に電極アセンブリと接触して配置された電解質と、を備える。電極アセンブリは、第1方向に交互に積層された少なくとも1組の正極板及び負極板と、正極板と負極板の間に配置されたセパレータと、正極板と電気的に接続された正極集電体と、負極板と電気的に接続された負極集電体と、正極集電体及び正極板を貫いた正極結合棒と、負極集電体及び負極板を貫いた負極結合棒と、を有する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
取出口を有する本体、及び、前記取出口を閉塞する蓋体、及び、結合及び結合解除を繰り返し可能に前記本体と前記蓋体を結合する結合具を有するケーシングと、
前記ケーシング内に配置され前記取出口を通じて前記ケーシングから取り出し可能な電極アセンブリと、
前記ケーシング内に前記電極アセンブリと接触して配置された電解質と、を備え、
前記電極アセンブリは、第１方向に交互に積層された少なくとも１組の正極板及び負極板と、前記正極板と前記負極板の間に配置されたセパレータと、前記正極板と電気的に接続された正極集電体と、前記負極板と電気的に接続された負極集電体と、前記正極集電体及び前記正極板を貫いた正極結合棒と、前記負極集電体及び前記負極板を貫いた負極結合棒と、を有する、
電池セル。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記正極結合棒及び前記負極結合棒のうち少なくとも一方が導電性材料からなる、
請求項１に記載の電池セル。
【請求項３】
前記正極板は、前記セパレータ及び前記負極板よりも前記第１方向と直交する第２方向へ突出した結合端部を有し、
前記正極集電体は、前記正極板の前記結合端部と接触した集電板と、前記集電板と接続され前記正極板の前記結合端部を前記第１方向から挟み込んだ一対の結合片とを有し、前記正極結合棒は前記一対の結合片及び前記正極板の前記結合端部に前記第１方向に挿通されている、
請求項１又は２に記載の電池セル。
【請求項４】
前記正極結合棒はボルトであり、前記ボルトにはナットが螺合されており、前記ボルトの頭部と前記ナットによって前記一対の結合片及び前記正極板が挟み込まれている、
請求項３に記載の電池セル。
【請求項５】
前記負極板は、前記セパレータ及び前記正極板よりも前記第１方向と直交する第２方向へ突出した結合端部を有し、
前記負極集電体は、前記負極板の前記結合端部と接触した集電板と、前記集電板と接続され前記負極板の前記結合端部を前記第１方向から挟み込んだ一対の結合片とを有し、前記負極結合棒は前記一対の結合片及び前記負極板の前記結合端部に前記第１方向に挿通されている、
請求項１又は２に記載の電池セル。
【請求項６】
前記負極結合棒はボルトであり、前記ボルトにはナットが螺合されており、前記ボルトの頭部と前記ナットによって前記一対の結合片及び前記負極板が挟み込まれている、
請求項５に記載の電池セル。
【請求項７】
前記正極集電体は、前記ケーシングを貫いて前記ケーシングから突出した正極端子を有し、
前記ケーシングは、前記正極端子を嵌入可能な接続孔を有し、
前記負極集電体は、前記ケーシングの前記接続孔内に露出した負極端子を有する、
請求項１に記載の電池セル。
【請求項８】
交互に積層された少なくとも１組の正極板及び負極板と、前記正極板と前記負極板の間に配置されたセパレータと、前記正極板と電気的に接続された正極集電体と、前記負極板と電気的に接続された負極集電体と、前記正極集電体及び前記正極板を貫いた正極結合棒と、前記負極集電体及び前記負極板を貫いた負極結合棒と、を有する電極アセンブリがケーシングに収容されてなる電池セルの分解方法であって、
前記電極アセンブリを前記ケーシングから取り出すこと、
前記電極アセンブリから前記正極結合棒及び前記負極結合棒を抜き出して、前記正極集電体から前記正極板を分離するとともに、前記負極集電体から前記負極板を分離すること、及び、
前記正極板、前記負極板、及び前記セパレータをそれぞれ分離すること、を含む、
電池セルの分解方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、二次電池の構成単位である電池セルに関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン電池などのバッテリ（即ち、二次電池）は、自動車やロボットなどの各種の電動機器の動力源として用いられている。一般的なバッテリパックは多数の電池セルをグループ化した電池モジュールで構成されており、各電池セルは正極、負極、セパレータ及び電解質を含む。特許文献１では、この種のバッテリパックが開示されている。
【０００３】
特許文献１のバッテリパックは、複数の単位電池（即ち、電池セル）と、複数の単位電池が載置されるバッテリホルダと、バッテリホルダ上に配置される電極タブと、電極タブ上に配置されるバスバーとを備える。バッテリホルダは上面と下面の各々に凹状の挿入部を有し、挿入部に溶接部が挿入されている。バッテリホルダの上面に配置された溶接部は第１の電極タブの下面と溶接により結合されている。第１の電極タブの下面は、バッテリホルダに収容された複数の単位電池の第１端子と接触している。バッテリホルダの下面に配置された溶接部は第２の電極タブの上面と溶接により結合されている。第２の電極タブの上面は、バッテリホルダに収容された複数の単位電池の第２端子と接触している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１５－５６４０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
バッテリは充電と放電とを繰り返すことにより劣化する。劣化により寿命が尽きたバッテリは、使用済みバッテリとしてリサイクルプロセスに供される。リサイクルプロセスでは、使用済みバッテリの電池セルを分解して、電池セルの構成要素を個別に取り出すことがある。
【０００６】
しかし、従来のバッテリの電池セルは、組立の際に強力な接着剤が使用されていたり溶接がなされていたりして、リサイクルプロセスにおける分解を考慮した設計ではなかった。本開示は以上の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、分解の容易な電池セルの構造及び電池セルの分解方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本開示の一態様に係る電池セルは、
取出口を有する本体、及び、前記取出口を閉塞する蓋体、及び、結合及び結合解除を繰り返し可能に前記本体と前記蓋体を結合する結合具を有するケーシングと、
前記ケーシング内に配置され前記取出口を通じて前記ケーシングから取り出し可能な電極アセンブリと、
前記ケーシング内に前記電極アセンブリと接触して配置された電解質と、を備え、
前記電極アセンブリは、第１方向に交互に積層された少なくとも１組の正極板及び負極板と、前記正極板と前記負極板の間に配置されたセパレータと、前記正極板と電気的に接続された正極集電体と、前記負極板と電気的に接続された負極集電体と、前記正極集電体及び前記正極板を貫いた正極結合棒と、前記負極集電体及び前記負極板を貫いた負極結合棒と、を有するものである。
【０００８】
上記課題を解決するために、本開示の一態様に係る電池セルの分解方法は、
交互に積層された少なくとも１組の正極板及び負極板と、前記正極板と前記負極板の間に配置されたセパレータと、前記正極板と電気的に接続された正極集電体と、前記負極板と電気的に接続された負極集電体と、前記正極集電体及び前記正極板を貫いた正極結合棒と、前記負極集電体及び前記負極板を貫いた負極結合棒と、を有する電極アセンブリがケーシングに収容されてなる電池セルの分解方法であって、
前記電極アセンブリを前記ケーシングから取り出すこと、
前記電極アセンブリから前記正極結合棒及び前記負極結合棒を抜き出して、前記正極集電体から前記正極板を分離するとともに、前記負極集電体から前記負極板を分離すること、及び、
前記正極板、前記負極板、及び前記セパレータをそれぞれ分離すること、を含むものである。
【発明の効果】
【０００９】
本開示によれば、分解の容易な電池セルの構造及び電池セルの分解方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
図１は、本開示の一実施形態に係る電池セルの斜視図である。
図２は、電池セルの第１方向と平行な断面図である。
図３は、電池セルの第１方向と直交する断面図である。
図４は、電池セルの第１方向と直交する断面図である。
図５は、電池セルの接続方法を説明する図である。
図６は、電池セルの分解図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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