(57)【要約】【課題】放熱性を向上することができる二次電池を提供する。【解決手段】二次電池１１は、開口部１２を有するケース１３と、ケース１３の内外にそれぞれ突出するようにケース１３に支持された一対の端子１４，１５と、正極部材３０及び負極部材３１、並びに正極部材３０と負極部材３１との間に配置されたセパレータ３２を有し、ケース１３の内部に収容されるとともに一対の端子１４，１５の各々に電気的に接続された電極積層体１６と、開口部１２を塞ぐようにケース１３に取り付けられるカバー１７とを備える。カバー１７には、ケース１３よりも外側に突出する突出部５３が設けられている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口部を有するケースと、
前記ケースの内外にそれぞれ突出するように前記ケースに支持された一対の電極端子と、
正極部材及び負極部材、並びに前記正極部材と前記負極部材との間に配置されたセパレータを有し、前記ケースの内部に収容されるとともに前記電極端子の各々に電気的に接続された電極体と、
前記開口部を塞ぐように前記ケースに取り付けられるカバーと、
を備え、
前記カバーには、前記ケースよりも外側に突出する突出部が設けられていることを特徴とする二次電池。
【請求項２】
前記カバーは、平板状をなしており、
前記突出部は、平板状をなし、且つ前記カバーと平行な面に沿って前記ケースよりも外側に突出していることを特徴とする請求項１に記載の二次電池。
【請求項３】
前記突出部は、前記カバーと一体に形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の二次電池。
【請求項４】
前記カバー及び前記突出部は、金属材料によって構成されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の二次電池。
【請求項５】
前記ケースは、絶縁材料によって構成されていることを特徴とする請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に記載の二次電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばリチウムイオン電池などの二次電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の二次電池として例えば特許文献１に示すものが知られている。こうした二次電池は、長四角環状の周壁を有するとともに内部に電極積層体を収容したケースと、周壁の上部開口及び下部開口をそれぞれ閉じるように周壁に組み付けられた２枚のアルミニウムの板材によって形成されたカバーと、周壁に貫通するように形成された一対の挿通孔にそれぞれ挿通された一対の端子とを備えた構成になっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−１１５４８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述のような二次電池においては、ケース内で発生した熱をアルミニウムの板材によって形成されたカバーを通じて外部へ放出するようにしているが、放熱性を向上する上では改善の余地を残すものとなっている。
【０００５】
本発明は、このような従来技術に存在する問題点に着目してなされた。その目的は、放熱性を向上することができる二次電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
上記課題を解決する二次電池は、開口部を有するケースと、前記ケースの内外にそれぞれ突出するように前記ケースに支持された一対の電極端子と、正極部材及び負極部材、並びに前記正極部材と前記負極部材との間に配置されたセパレータを有し、前記ケースの内部に収容されるとともに前記電極端子の各々に電気的に接続された電極体と、前記開口部を塞ぐように前記ケースに取り付けられるカバーと、を備え、前記カバーには、前記ケースよりも外側に突出する突出部が設けられていることを要旨とする。
【０００７】
この構成によれば、突出部をヒートシンク（放熱板）として機能させることができるので、充放電によってケース内で発生する熱を効率的にケース外へ逃がすことができる。したがって、放熱性を向上することができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、二次電池の放熱性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】一実施形態における二次電池の斜視図。
【図２】図１の分解斜視図。
【図３】カバーを取り外した状態の二次電池の平面図。
【図４】図１の４−４線矢視断面図。
【図５】変更例の二次電池の平面模式図。
【図６】別の変更例の二次電池の側面模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、二次電池の一実施形態を図面に従って説明する。
図１及び図２に示すように、二次電池１１は、例えばリチウムイオン電池などによって構成される。二次電池１１は、一対の開口部１２を有した矩形環状のケース１３と、ケース１３に支持された一対の電極端子を構成する正極端子１４及び負極端子１５と、ケース１３の内部に収容される電極体の一例としての電極積層体１６と、一対の開口部１２をそれぞれ塞ぐようにケース１３に取り付けられる矩形板状の一対のカバー１７とを備えている。なお、以下の説明では、上述のケース１３の長辺に沿った方向を長手方向Ｘとし、ケース１３の短辺に沿った方向を短手方向Ｙとする。
【００１１】
ケース１３は、合成樹脂などの絶縁材料によって形成され、その外周面には複数の肉抜き部１８が周方向に間隔をおいて形成されている。ケース１３における短手方向Ｙの一方側の側壁１９における長手方向Ｘの両端部には、一対の挿通孔２０が側壁１９を貫通するように形成されている。ケース１３における短手方向Ｙの両側の側壁１９，２１には、ケース１３内に電解液を注入するための一対の注入孔２２がそれぞれ貫通するように形成されている。側壁１９における一対の注入孔２２は、一対の挿通孔２０同士の間に配置されている。各注入孔２２には、各注入孔２２を塞ぐためのねじ２３が螺入されている。
【００１２】
一対の挿通孔２０のうちの一方にはアルミニウムよりなる円柱状の正極端子１４が挿通され、他方には銅よりなる円柱状の負極端子１５が挿通されている。すなわち、正極端子１４及び負極端子１５は、ケース１３の内外にそれぞれ突出するようにケース１３に支持されている。本実施形態では、正極端子１４及び負極端子１５によって一対の電極端子が構成されている。なお、正極端子１４及びその周辺の構造と、負極端子１５及びその周辺の構造とは鏡像の関係にあるため、以下の説明においては、正極端子１４及びその周辺の構造について説明することにより負極端子１５及びその周辺の構造の説明を省略する。
【００１３】
図３及び図４に示すように、正極端子１４は、短手方向Ｙに延びており、その基端はケース１３の内部に突出する一方、その先端はケース１３の外部に突出している。正極端子１４の外周面には、リング溝２４が形成されている。リング溝２４には耐腐食性ゴム材料よりなるＯリング２５が外嵌され、Ｏリング２５はケース１３の挿通孔２０の内周面に圧接されている。したがって、Ｏリング２５は、挿通孔２０の内周面と正極端子１４の外周面との間を全周にわたってシールしている。
【００１４】
ケース１３内における側壁２１側に位置するとともに挿通孔２０と短手方向Ｙで対向する隅部には、支持部２６が側壁２１の内側面と一体に形成されている。支持部２６は、正極端子１４の基端部を支持している。正極端子１４の基端部には孔２７が形成され、支持部２６には孔２７と対応する支持孔２８が形成されている。孔２７及び支持孔２８には、規制ピン２９が挿通されている。この規制ピン２９の孔２７及び支持孔２８への挿通によって支持部２６に対する正極端子１４の変位が規制される。
【００１５】
図２及び図３に示すように、ケース１３の内部には、アルミニウム箔の両面にコバルト酸リチウムなどの活物質が塗布された正極部材３０、銅箔の両面に炭素材料などが塗布された負極部材３１、及び絶縁性樹脂材料製の不織布よりなるセパレータ３２を有する電極積層体１６が図示しない電解液と共に収容されている。
【００１６】
電極積層体１６は、１枚のシート状の正極部材３０と１枚のシート状の負極部材３１との間に１枚のシート状のセパレータ３２が介在（配置）されるようにして複数枚の正極部材３０、負極部材３１、及びセパレータ３２が積層されることによって形成される。なお、図２では、正極部材３０、負極部材３１、及びセパレータ３２を１枚ずつ示している。
【００１７】
図２〜図４に示すように、正極部材３０の長手方向Ｘの一端部は、正極端子１４とその上に配置されるアルミニウム製の押え部材３３とによって挟持されている。正極端子１４の中央部には一対の孔３４が形成され、正極部材３０における長手方向Ｘの一端部には長手方向Ｘに延びる一対の長孔３５が形成され、押え部材３３には一対の孔３６が形成されている。正極端子１４、正極部材３０、及び押え部材３３は、正極端子１４の一対の孔３４、正極部材３０の一対の長孔３５、及び押え部材３３の一対の孔３６に挿通された一対の金属製のリベット３７によって互いに締結されている。したがって、正極端子１４と正極部材３０とは電気的に接続されている。
【００１８】
図２及び図３に示すように、ケース１３における挿通孔２０が形成された側壁１９の内面における長手方向Ｘの中央部には、位置決め突起３８が形成されている。そして、この位置決め突起３８が正極部材３０の縁に形成された凹部３９に挿入されるとともに各リベット３７が正極部材３０の各長孔３５に挿入されることにより、ケース１３に対する正極部材３０の位置決めがなされる。
【００１９】
負極部材３１における正極部材３０の長孔３５側とは反対側の端部は、負極端子１５とその上方に配置されるアルミニウム製の押え部材４０とによって挟持されている。負極端子１５の中央部には一対の孔４１が形成され、負極部材３１における正極部材３０の長孔３５側とは反対側の端部には長手方向Ｘに延びる一対の長孔４２が形成され、押え部材４０には一対の孔４３が形成されている。負極端子１５、負極部材３１、及び押え部材４０は、負極端子１５の一対の孔４１、負極部材３１の一対の長孔４２、及び押え部材４０の一対の孔４３に挿通された一対の金属製のリベット４４によって互いに締結されている。したがって、負極端子１５と負極部材３１とは電気的に接続されている。
【００２０】
ケース１３における側壁２１の内面における位置決め突起３８と短手方向Ｙにおいて対向する位置には、位置決め突起４５が形成されている。そして、この位置決め突起４５が負極部材３１の縁に形成された凹部４６に挿入されるとともに各リベット４４が負極部材３１の各長孔４２に挿入されることにより、ケース１３に対する負極部材３１の位置決めがなされる。
【００２１】
図３及び図４に示すように、ケース１３における長手方向Ｘ及び短手方向Ｙの両方と直交する厚さ方向Ｚの両側の面（図４では上面及び下面）には、矩形環状の内溝４７と、当該内溝４７の外側に位置する外溝４８とがそれぞれ形成されている。各外溝４８には、シール剤４９が塗布されている。
【００２２】
図１及び図２に示すように、ケース１３には、厚さ方向Ｚの両側に開口する一対の開口部１２を塞ぐように一対の矩形板状をなすカバー１７がそれぞれ取り付けられている。各カバー１７は、放熱性向上の観点から金属材料によって構成することが好ましい。本実施形態の各カバー１７は、特に金属材料の中でも比較的軽量で熱伝導率の高いアルミニウムによって構成されている。
【００２３】
ケース１３における複数の肉抜き部１８の厚さ方向Ｚの両側には、複数の孔５０が周方向に間隔を置いて貫通するようにそれぞれ形成されている。一対のカバー１７における複数の孔５０と対応する位置には、複数の孔５１がそれぞれ形成されている。一対のカバー１７の各孔５１及びケース１３の各孔５０にはリベット５２が挿入され、一対のカバー１７とケース１３とは各リベット５２によって締結されている。
【００２４】
各カバー１７は、ケース１３よりも一回りサイズが大きくなるように形成されている。各カバー１７は、ケース１３における長手方向Ｘの両側と短手方向Ｙにおける挿通孔２０側とは反対側とにおいてケース１３よりも突出し、且つ短手方向Ｙにおける挿通孔２０側ではケース１３よりも外側に突出しないように、ケース１３に取り付けられている。
【００２５】
各カバー１７におけるケース１３よりも外側に突出した部分は、突出部５３とされている。したがって、突出部５３は、カバー１７の一部によって構成されていると言える。すなわち、突出部５３は、カバー１７と一体に形成されている。換言すれば、突出部５３は、平板状をなし、且つカバー１７と平行な面（厚さ方向Ｚと直交する面）に沿ってケース１３よりも外側に真っ直ぐに突出している。
【００２６】
なお、図３に二点鎖線で示すように、電極積層体１６と各カバー１７との間には、絶縁性樹脂材料よりなる絶縁シート５４が介在している。
次に、二次電池１１の作用について説明する。
【００２７】
二次電池１１は、充電と放電とを繰り返し行うようにして使用されるが、充電または放電を行うとケース１３内で熱が発生し、この熱が各カバー１７に伝わる。このとき、各カバー１７は、ケース１３よりも外側に突出した突出部５３を有しているため、突出部５３がヒートシンク（放熱板）として機能する。このため、各カバー１７に伝わった熱は、突出部５３からケース１３外へ放散される。したがって、ケース１３内で発生した熱が各カバー１７の一部である突出部５３から効率的にケース１３外へ逃がされる。この結果、二次電池１１が効率的に冷却される。
【００２８】
以上詳述した実施形態によれば、次のような効果が発揮される。
（１）二次電池１１において、各カバー１７には、ケース１３よりも外側に突出する突出部５３が設けられている。この構成によれば、突出部５３をヒートシンク（放熱板）として機能させることができるので、充放電によってケース１３内で発生する熱を効率的にケース１３外へ逃がすことができる。したがって、二次電池１１の放熱性を向上することができる。
【００２９】
（２）二次電池１１において、各カバー１７は平板状をなしており、突出部５３は平板状をなすとともに各カバー１７と平行な面に沿ってケース１３よりも外側に突出している。この構成によれば、複数の二次電池１１をそれらのカバー１７同士が対向するように並べて配置する場合に、隣り合う二次電池１１同士の隙間を小さくすることができる。
【００３０】
（３）二次電池１１において、突出部５３は、カバー１７と一体に形成されている。この構成によれば、突出部５３をカバー１７と別体で構成する場合に比べて部品点数を低減できる。
【００３１】
（４）二次電池１１において、カバー１７及び突出部５３は、金属材料によって構成されている。この構成によれば、一般に金属は合成樹脂に比べて熱電導率が高いので、カバー１７及び突出部５３を合成樹脂によって構成する場合に比べて二次電池１１の放熱性を高めることができる。
【００３２】
（５）二次電池１１において、ケース１３は、絶縁材料によって構成されている。この構成によれば、ケース１３と両端子１４，１５との間に絶縁部材を介在させる必要がなくなる。
【００３３】
（変更例）
なお、上記実施形態は次のように変更してもよい。
・図５に示すように、突出部５３は、カバー１７の周縁の一部から突出するように形成してもよい。この場合、突出部５３は、カバー１７に複数形成してもよい。
【００３４】
・図６に示すように、各突出部５３は、厚さ方向Ｚの内側に曲がっていてもよい。あるいは、各突出部５３は、厚さ方向Ｚの外側に曲がっていてもよい。
・各突出部５３は、ケース１３における短手方向Ｙの挿通孔２０側に突出していてもよい。
【００３５】
・ケース１３は、必ずしも絶縁材料によって構成する必要はない。この場合、ケース１３と両端子１４，１５との間に絶縁部材を介在させることが好ましい。
・カバー１７及び突出部５３は、必ずしも金属材料によって構成する必要はない。カバー１７及び突出部５３を例えば合成樹脂によって構成する場合には、高熱伝導樹脂を用いることが好ましい。
【００３６】
・突出部５３は、カバー１７と別体で構成してもよい。
【符号の説明】
【００３７】
１１…二次電池、１２…開口部、１３…ケース、１４…電極端子を構成する正極端子、１５…電極端子を構成する負極端子、１６…電極体の一例としての電極積層体、１７…カバー、３０…正極部材、３１…負極部材、３２…セパレータ、５３…突出部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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