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JP-2026077433-A - 電池及びその製造方法

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Abstract

【課題】外装体と蓋体との組付性を向上できる電池と、その電池の製造方法を得る。 【解決手段】矩形平板状の底壁２２と、底壁２２の長辺部にそれぞれ一体に立設された一対の本体壁２４と、を有するとともに、一対の本体壁２４の底壁２２とは反対側の端部にそれぞれ互いに接近する方向へ張り出す張出部２６を有する外装体２０と、外装体２０に収容された電極体１２と、底壁２２の長辺部に沿った方向から見た断面視で幅狭部３２と幅広部３４とを有する「凸」形状に形成され、張出部２６に幅狭部３２が挟持されるようにして設けられた蓋体３０と、を備えた電池１０とする。 【選択図】図５

Inventors

  • 石川 真也

Assignees

  • トヨタ自動車株式会社

Dates

Publication Date
20260513
Application Date
20241025

Claims (6)

  1. 矩形平板状の底壁と、該底壁の長辺部にそれぞれ一体に立設された一対の本体壁と、を有するとともに、該一対の本体壁の前記底壁とは反対側の端部にそれぞれ互いに接近する方向へ張り出す張出部を有する外装体と、 前記外装体に収容された電極体と、 前記底壁の長辺部に沿った方向から見た断面視で幅狭部と幅広部とを有する「凸」形状に形成され、前記張出部に前記幅狭部が挟持されるようにして設けられた蓋体と、 を備えた電池。
  2. 前記幅狭部の外面と前記張出部の外面とが面一とされている請求項１に記載の電池。
  3. 前記張出部の前記接近する方向への張り出し長さが同一とされている請求項１に記載の電池。
  4. 前記幅広部の厚みが前記幅狭部の厚みよりも厚くされている請求項１に記載の電池。
  5. 前記電極体が、前記底壁の短辺部側における前記外装体の開口部を閉鎖可能な端子部を有する請求項１に記載の電池。
  6. 請求項１～請求項５の何れか１項に記載の電池の製造方法であって、 前記外装体の前記張出部を互いに離隔する方向へ移動させて前記端部を広げる開口工程と、 前記端部が広げられた前記外装体へ電極体を挿入する電極体挿入工程と、 前記電極体が挿入された前記外装体の前記端部へ蓋体を挿入する蓋体挿入工程と、 前記張出部を互いに接近する方向へ移動させて前記蓋体における前記幅狭部を前記張出部で挟持させ、前記外装体の前記端部を封止する封止工程と、 を有する電池の製造方法。

Description

本発明は、電池及びその製造方法に関する。 電池缶の上部の開口部に蓋体を溶接によって封口した密閉型電池は、従来から知られている（例えば、特許文献１参照）。この密閉型電池は、電池缶の開口端部における長辺側の先端部に、蓋体の上部を超えて延びた部分を有しており、蓋体を開口端部に嵌合した際、その蓋体の上部を超えて延びた部分を内方側へ折り曲げた後に溶接することで封口されている。 特開２００１－１６７７４０号公報 本実施形態に係る電池を示す概略斜視図である。本実施形態に係る電池の電極体を示す概略斜視図である。本実施形態に係る電池の外装体を示す概略斜視図である。本実施形態に係る電池の蓋体を示す概略斜視図である。本実施形態に係る電池の内部構造を示す概略断面図である。（Ａ）～（Ｅ）本実施形態に係る電池の製造方法を示す概略工程図である。 以下、本発明に係る実施の形態について、図面を基に詳細に説明する。なお、説明の便宜上、各図において適宜示す矢印ＵＰを電池の上方向、矢印ＦＲを電池の前方向、矢印ＬＨを電池の左方向とする。したがって、以下の説明で、特記することなく上下、前後、左右の方向を記載した場合は、電池における上下、前後、左右を示すものとするが、これらの方向に特に限定されるものではない。 図１に示されるように、本実施形態に係る電池１０は、全固体電池であって、図２に示される電極体１２と、その電極体１２が収容される、図３に示される外装体２０と、その電極体１２を収容した外装体２０の上端部（後述する底壁２２とは反対側の端部）を閉鎖する、図４に示される蓋体３０と、を備えている。なお、外装体２０及び蓋体３０は、アルミニウム合金等の金属で形成されている。 図２に示されるように、電極体１２は、前後方向を厚み方向とする矩形平板状に形成されている。電極体１２の左右両側部には、それぞれ金属製の端子部１４が予め溶接等によって取り付けられている。端子部１４は、電極体１２の左右の側部よりも一回り大きく形成されており、外装体２０の後述する開口部１８を閉鎖可能な大きさとされている。なお、端子部１４の外面には、その左右方向から見て略正方形状を成す所定突出高さの一対の電極端子１６が上下方向に所定の間隔を空けて一体に形成されている。 図３に示されるように、外装体２０は、左右方向を長手方向とする矩形平板状の底壁２２と、その底壁２２の長辺部にそれぞれ一体に立設された一対の本体壁２４と、を有している。なお、外装体２０における底壁２２の短辺部側は開口部１８とされている。そして、一対の本体壁２４の上端部（底壁２２とは反対側の端部）には、それぞれ互いに接近する方向へ張り出す張出部２６が一体に形成されている。 ここで、張出部２６の互いに接近する方向への張り出し長さＬ（図５参照）は同一とされている。つまり、外装体２０の上端部を封止する蓋体３０の後述する幅狭部３２は、その上端部の前後方向中央部に配置される構成になっている。また、図５に示されるように、外装体２０の底壁２２の内面（上面）には、略全面に亘って、シリコーン系の樹脂材で所定の厚みに形成された熱伝導シート２８が貼り付けられることで設けられている。 図４に示されるように、蓋体３０は、外装体２０の底壁２２の長辺部に沿った方向から見た断面視で、幅狭部３２と幅広部３４とを上下に有する「凸」形状に形成されている。図５に示されるように、蓋体３０の下側を構成する幅広部３４の前後方向に沿った幅は、一対の本体壁２４同士の間隔と同一とされており、蓋体３０の上側を構成する幅狭部３２は、幅広部３４の幅方向（前後方向）中央部に形成されている。 つまり、幅広部３４の幅と幅狭部３２の幅との差の半分が、張出部２６の張り出し長さＬと同一となっており、蓋体３０は、外装体２０の上端部（一対の本体壁２４の上端部間）に設けられた際、その幅狭部３２が張出部２６によって前後方向から挟持される構成になっている（図５参照）。 換言すれば、各張出部２６の互いに対向する端面２６Ａ（図３参照）が、それぞれ幅狭部３２の前後方向を向く側面３２Ａ（図４参照）に当接するようになっており、幅狭部３２と幅広部３４とで形成される段差部３６に張出部２６が嵌合するようになっている。この状態で蓋体３０が外装体２０の上端部に溶接によって接合されることにより、その上端部が封止される構成になっている。 なお、幅狭部３２の上面（外面）と張出部２６の上面（外面）とは面一となる構成になっている（図５参照）。すなわち、幅狭部３２の厚み（高さ）Ｈ１は、張出部２６（外装体２０）の板厚と同一とされている。また、幅広部３４の厚み（高さ）Ｈ２は、幅狭部３２の厚みＨ１よりも厚く形成されている（Ｈ２＞Ｈ１とされている）。また、図５に示されるように、幅広部３４の下面（蓋体３０の内面）には、略全面に亘って、シリコーン系の樹脂材で所定の厚みに形成された熱伝導シート３８が貼り付けられることで設けられている。 以上のような構成とされた本実施形態に係る電池１０において、次にその作用（製造方法）について説明する。 まず、図６（Ａ）に示されるように、外装体２０の底壁２２の内面に熱伝導シート２８を貼設する。そして、図６（Ｂ）に示されるように、外装体２０の張出部２６を互いに離隔する方向へ移動させて外装体２０の上端部を広げ（開口工程）、その上端部が広げられた外装体２０へ電極体１２を上方側から挿入する（電極体挿入工程）。図６（Ｃ）に、外装体２０に電極体１２が挿入（収容）された状態を示す。 次に、図６（Ｄ）に示されるように、電極体１２が挿入（収容）された外装体２０の上端部に蓋体３０を挿入する（蓋体挿入工程）。なお、蓋体３０の幅広部３４の下面には、予め熱伝導シート３８を貼設しておく。また、図示は省略するが、このときも、図６（Ｂ）に示したように、外装体２０の張出部２６を互いに離隔する方向へ移動させて外装体２０の上端部を広げ、蓋体３０を挿入する。 こうして、蓋体３０を外装体２０の上端部（電極体１２の上方側）に挿入したら、図６（Ｅ）に示されるように、張出部２６を互いに接近する方向へ移動させて蓋体３０における幅狭部３２を張出部２６で挟持させ、外装体２０の上端部を封止する（封止工程）。すなわち、幅狭部３２の各側面３２Ａ（図４参照）に、各張出部２６の端面２６Ａ（図３参照）を当接させた状態で、蓋体３０を外装体２０の上端部に溶接によって接合（封止）する。 なお、このとき、電極体１２の左右両側部に設けられている端子部１４（図１、図２参照）も、外装体２０の開口部１８を封止するように、底壁２２及び本体壁２４の左右両側の辺縁部と、蓋体３０の左右両側の端部と、に溶接によって接合する。これにより、図１に示されるような電池１０が製造される。 このような電池１０によれば、蓋体３０に対する外装体２０の組み付けが強固となり、その組み付け部分の強度を向上させることができる。つまり、外装体２０と蓋体３０との組付性を向上させることができる。 しかも、蓋体３０の幅狭部３２の上面と、外装体２０の張出部２６の上面と、が面一とされているため、例えば幅狭部３２の上面よりも張出部２６の上面が上方側へ突出している場合に比べて、その突出した張出部（図示省略）をきっかけとして（張出部に互いに離隔する方向へ力が加えられて）蓋体３０に対する外装体２０の組み付けが損なわれるおそれがない。 また、蓋体３０の幅狭部３２の上面と、外装体２０の張出部２６の上面と、が面一とされていると、蓋体３０に冷却部材（図示省略）を接触させて電池１０を冷却する（放熱させる）場合において、その冷却部材を蓋体３０（幅狭部３２の上面）に接触させ易くなる。よって、電池１０を効率よく冷却することができる。 また、この電池１０は、外装体２０の底壁２２の内面に設けられた熱伝導シート２８と、蓋体３０の幅広部３４の下面に設けられた熱伝導シート３８と、で電極体１２を上下に挟んで保持する構成であるため、外装体２０に対して電極体１２を効果的に密着させて固定することができる。 また、外装体２０の張出部２６は、それぞれ互いに接近する方向への張り出し長さＬが同一とされている。したがって、外装体２０の張出部２６の互いに接近する方向への張り出し長さＬが同一とされていない場合に比べて、蓋体３０に対する外装体２０の張出部２６の前後方向からの組み付けがより一層強固となり、その組み付け部分の強度をより一層向上させることができる。つまり、外装体２０と蓋体３０との組付性をより一層向上させることができる。 また、蓋体３０において、幅広部３４の厚みＨ２が、幅狭部３２の厚みＨ１よりも厚く形成されている（Ｈ２＞Ｈ１とされている）。したがって、外装体２０（特に張出部２６）の板厚が薄くても、外装体２０に対して蓋体３０を溶接するときに、電極体１２が損傷することを防止することができる。 また、電極体１２は、外装体２０の開口部１８を閉鎖可能な端子部１４を有している。換言すれば、電極体１２に対する端子部１４の溶接による取り付けが、電極体１２を外装体２０に挿入する前に実行できている。したがって、電極体１２を外装体２０に挿入してから端子部１４を電極体１２に溶接して取り付ける場合に比べて、異物やヒュームの発生を抑制することができる。 また、このように、電極体１２は、外装体２０の開口部１８を閉鎖可能な端子部１４を予め有しているため、外装体２０に電極体１２を挿入するだけで、その開口部１８を閉鎖することができる。つまり、その端子部１４にも蓋体３０を溶接して接合するため、結果的に、蓋体３０を外装体２０に対して位置決めして組み付け易くなり、外装体２０と蓋体３０との組付性を向上させることができる。 以上、本実施形態に係る電池１０について、図面を基に説明したが、本実施形態に係る電池１０は、図示のものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、適宜設計変更可能なものである。例えば、電池１０の左右方向の長さ、上下方向の長さ（高さ）、前後方向の長さ（厚み）は、図示の長さに限定されるものではない。 また、蓋体３０の幅狭部３２の前後方向に沿った幅（長さ）や外装体２０の張出部２６の張り出し長さＬも、各図では誇張して描いているものであって、図示の長さに限定されるものではない。したがって、例えば、幅狭部３２の前後方向に沿った幅（長さ）は、張出部２６の張り出し長さＬの２倍以上の幅（長さ）とされていてもよい。