(57)【要約】      （修正有）【課題】リチウムイオン二次電池等の蓄電デバイスの製造工程を簡略化することができるとともに、蓄電デバイスの特性の劣化を防止することが可能な構造を有する蓄電デバイスおよびその製造方法を提供する。【解決手段】リチウムイオン二次電池の正極接続端子３０と負極接続端子は、それぞれ、外装体２０と正極および負極の各々の端部とを挟むように配置された第１の接続端子部材３１と第２の接続端子部材３２とを含む。第１の接続端子部材３１は、棒状部３１１、３１２と、棒状部３１１、３１２の一方端部に一体的に形成されかつ棒状部３１１、３１２を連結する連結板部３１４とを含む。第２の接続端子部材３２は、連結板部３１４に対向するように配置されかつ貫通孔３２１、３２２を有する。棒状部３１１、３１２の他方端部が貫通孔３２１、３２２のそれぞれに挿通されて係合されている。【選択図】図３
2010027494.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄電要素を収容する外装体と、前記蓄電要素の正極および負極のそれぞれに電気的に接続された正極接続端子および負極接続端子とを備えた蓄電デバイスであって、
前記正極接続端子および前記負極接続端子は、それぞれ、前記外装体と前記正極および前記負極の各々の端部とを挟むように配置された第１の接続端子部材と第２の接続端子部材とを含み、
前記第１の接続端子部材は、複数の棒状部と、前記複数の棒状部の一方端部に一体的に形成され、かつ、前記複数の棒状部を連結する連結部とを含み、
前記第２の接続端子部材は、前記連結部に対向するように配置され、かつ、複数の貫通孔を有し、
前記複数の棒状部の他方端部が前記複数の貫通孔のそれぞれに挿通されて係合されていることを特徴とする、蓄電デバイス。
【請求項２】
前記第１の接続端子部材は、前記棒状部を３以上含む、請求項１に記載の蓄電デバイス。
【請求項３】
前記第１の接続端子部材は、前記連結部に形成された貫通孔を有し、
前記第２の接続端子部材は、一体的に形成された棒状部を含み、
前記第２の接続端子部材の棒状部が前記第１の接続端子部材の貫通孔に挿通されて係合されている、請求項１または請求項２に記載の蓄電デバイス。
【請求項４】
蓄電要素を収容する外装体と、前記蓄電要素の正極および負極のそれぞれに電気的に接続された正極接続端子および負極接続端子とを備えた蓄電デバイスの製造方法であって、
前記正極接続端子および前記負極接続端子は、それぞれ、第１の接続端子部材と第２の接続端子部材とを含み、
前記第１の接続端子部材は、複数の棒状部と、前記複数の棒状部の一方端部に一体的に形成され、かつ、前記複数の棒状部を連結する連結部とを含み、
前記第２の接続端子部材は、前記連結部に対向するように配置され、かつ、複数の貫通孔を有しており、
前記複数の棒状部の他方端部を前記複数の貫通孔のそれぞれに挿通し、挿通された前記複数の棒状部の他方端部と前記複数の貫通孔とを同時に係合させて、第１の接続端子部材と第２の接続端子部材とによって前記外装体と前記正極および前記負極の各々の端部とを挟むことを特徴とする、蓄電デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、リチウムイオン二次電池、リチウム二次電池、ポリマー二次電池、電気二重層キャパシタなどの蓄電デバイスおよびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、たとえば、リチウムイオン二次電池等の蓄電デバイスに関しては、多様な用途の拡大に伴って、小型化、軽量化、薄型化、形状の自由度等の要求が高まっている。
【０００３】
そこで、このような要求に応えることができるように、蓄電要素を収容する可撓性の外装体を形成するために多層構造のラミネートフィルムが従来から用いられている。ラミネートフィルムは、蓄電要素に面する内面層と、中間層と、外部に面する外面層とから構成される。内面層は、たとえば、ポリエチレン、ポリプロピレン等の耐電解液性とヒートシール性に優れた熱可塑性樹脂からなる。中間層は、たとえば、アルミニウム箔等の可撓性と強度に優れた金属箔からなる。外面層は、たとえば、ポリアミド系樹脂等の電気絶縁性に優れた絶縁樹脂からなる。
【０００４】
このようなラミネートフィルムからなる外装体の中にシート状の内部電極対と電解液とを封入して、軽量かつ薄型で可撓性を有し、小型化や軽量化が可能なシート状リチウムイオン二次電池の電極引出構造が、たとえば、特開２００３−１５１５２９号公報（以下、特許文献１という）で提案されている。
【０００５】
図８は特許文献１に開示されたシート状リチウムイオン二次電池を示す斜視図、図９は図８のＩＸ−ＩＸ線における部分断面図である。なお、図９は正極リード側の断面を示すものであるが、負極リード側も構造上は正極リード側と同じである。以下では正極リード側を中心に説明する。
【０００６】
図８と図９に示すように、シート状リチウムイオン二次電池１０００では、ラミネートフィルムからなる可撓性の袋状外包体１０２０は、内面層１０２１と、中間層１０２２と、外面層１０２３とから構成される。袋状外包体１０２０は、複数のシート状の正電極と複数のシート状の負電極とをセパレータを介して交互に積層して形成されたシート状の内部電極対１０１１と、電解液とを内部に密封状態に収容する。
【０００７】
袋状外包体１０２０の内部には、内部電極対１０１１の各正電極を連結する正極側の内部リード１０３２と、内部電極対１０１１の各負電極を連結する負極側の内部リード（１０４２、図示せず）とが配置されている。正極側の外部リード１０３０が、袋状外包体１０２０を挟んで正極側の内部リード１０３２に相対応する袋状外包体１０２０の外側に配置され、負極側の外部リード１０４０が、袋状外包体１０２０を挟んで負極側の内部リード（１０４２）に相対応する袋状外包体１０２０の外側に配置されている。
【０００８】
リベット１０３１、１０４１は、それぞれ、内部リード１０３２、（１０４２）と外部リード１０３０、１０４０との間を電気的に接続するために配置されている。具体的には、リベット１０３１、１０４１は、それぞれ、袋状外包体１０２０を気密に貫通して、一端側が袋状外包体１０２０の内側に位置する内部リード１０３２、（１０４２）に接続されるとともに、他端側が袋状外包体１０２０の外側に位置する外部リード１０３０、１０４０に接続されている。
【０００９】
内部リード１０３２、（１０４２）と袋状外包体１０２０との間、および、外部リード１０３０、１０４０と袋状外包体１０２０との間には、リベット１０３１、１０４１が貫通する袋状外包体１０２０の貫通孔をシールするためのシール部材１０５１、１０５２が介在されている。なお、袋状外包体１０２０の周囲にはヒートシール部１０２４が形成されている。
【特許文献１】特開２００３−１５１５２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１に開示されたシート状リチウムイオン二次電池においては、以下のような問題が生じる恐れがある。
【００１１】
まず、内部リード１０３２、（１０４２）、袋状外包体１０２０、および、外部リード１０３０、１０４０の貫通孔にリベット１０３１、１０４１のそれぞれを挿通して、突出するリベット１０３１、１０４１のそれぞれの先端をかしめるという工程を行う必要がある。接続手段としてのリベット１０３１、１０４１は複数個設けられるので、上記の工程を行う度毎にリベット１０３１、１０４１のそれぞれを位置決めする必要がある。
【００１２】
また、内部リード１０３２、（１０４２）とリベット１０３１、１０４１、あるいは、外部リード１０３０、１０４０とリベット１０３１、１０４１が別部材であるため、これらの部材間の接触抵抗が大きく、電池の特性が劣化してしまうことがある。
【００１３】
そこで、この発明の目的は、上述のような従来技術の問題点に鑑みて、リチウムイオン二次電池等の蓄電デバイスの製造工程を簡略化することができるとともに、蓄電デバイスの特性の劣化を防止することが可能な構造を有する蓄電デバイスおよびその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この発明に従った蓄電デバイスは、蓄電要素を収容する外装体と、蓄電要素の正極および負極のそれぞれに電気的に接続された正極接続端子および負極接続端子とを備える。正極接続端子および負極接続端子は、それぞれ、外装体と正極および負極の各々の端部とを挟むように配置された第１の接続端子部材と第２の接続端子部材とを含む。第１の接続端子部材は、複数の棒状部と、複数の棒状部の一方端部に一体的に形成され、かつ、複数の棒状部を連結する連結部とを含む。第２の接続端子部材は、連結部に対向するように配置され、かつ、複数の貫通孔を有する。複数の棒状部の他方端部が複数の貫通孔のそれぞれに挿通されて係合されている。
【００１５】
この発明の蓄電デバイスにおいては、第１の接続端子部材が、複数の棒状部の一方端部に一体的に形成されて複数の棒状部を連結する連結部を含むので、連結部で連結された複数の棒状部の他方端部を、第２の接続端子部材の複数の貫通孔のそれぞれに同時に係合させることが容易に可能である。これにより、従来のようにリベットという棒状部材の先端をかしめる工程を行う度毎に複数の棒状部材のそれぞれを位置決めする必要がなく、製造工程を簡略化することができる。
【００１６】
また、第１の接続端子部材においては複数の棒状部と連結部とが一体的に形成されているので、棒状部と連結部との接触抵抗を低減し、蓄電デバイスの特性の劣化を防止することができる。
【００１７】
この発明の蓄電デバイスにおいて、第１の接続端子部材は、棒状部を３以上含むことが好ましい。
【００１８】
このように構成することにより、正極および負極のそれぞれの端部と外装体とを第１と第２の接続端子部材によって強固に挟持することができるので、外部から与えられる激しい振動等に対しても耐えることが可能な電極引出構造を得ることができる。
【００１９】
また、この発明の蓄電デバイスにおいて、第１の接続端子部材は、連結部に形成された貫通孔を有し、第２の接続端子部材は、一体的に形成された棒状部を含み、第２の接続端子部材の棒状部が第１の接続端子部材の貫通孔に挿通されて係合されていることが好ましい。
【００２０】
このように構成することにより、第１の接続端子部材の複数の棒状部を第２の接続端子部材の複数の貫通孔のそれぞれに係合させることと、第２の接続端子部材の棒状部を第１の接続端子部材の貫通孔に係合させることを同時に行うことが容易に可能である。これにより、従来のように、リベットという棒状部材の先端をかしめる工程を行う度毎に複数の棒状部材のそれぞれを位置決めする必要がなく、製造工程を簡略化することができる。
【００２１】
また、第１の接続端子部材においては複数の棒状部と連結部とが一体的に形成され、かつ、第２の接続端子部材においては棒状部材が一体的に形成されているので、棒状部との接触抵抗を低減し、蓄電デバイスの特性の劣化を防止することができる。
【００２２】
この発明に従った蓄電デバイスの製造方法は、蓄電要素を収容する外装体と、蓄電要素の正極および負極のそれぞれに電気的に接続された正極接続端子および負極接続端子とを備えた蓄電デバイスの製造方法である。蓄電デバイスでは、正極接続端子および負極接続端子は、それぞれ、第１の接続端子部材と第２の接続端子部材とを含む。第１の接続端子部材は、複数の棒状部と、複数の棒状部の一方端部に一体的に形成され、かつ、複数の棒状部を連結する連結部とを含む。第２の接続端子部材は、連結部に対向するように配置され、かつ、複数の貫通孔を有する。
【００２３】
上記のように構成された蓄電デバイスを製造する方法は、複数の棒状部の他方端部を複数の貫通孔のそれぞれに挿通し、挿通された複数の棒状部の他方端部と複数の貫通孔とを同時に係合させて、第１の接続端子部材と第２の接続端子部材とによって外装体と正極および負極の各々の端部とを挟むことを特徴とする。
【００２４】
この発明の蓄電デバイスの製造方法においては、第１の接続端子部材において連結部で連結された複数の棒状部の他方端部を、第２の接続端子部材の貫通孔に同時に係合させることにより、従来のようにリベットという棒状部材の先端をかしめる工程を行う度毎に複数の棒状部材のそれぞれを位置決めする必要がなく、製造工程を簡略化することができる。
【発明の効果】
【００２５】
以上のようにこの発明によれば、蓄電デバイスの製造工程を簡略化することができるとともに、蓄電デバイスの特性の劣化を防止することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、この発明の蓄電デバイスの実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２７】
（実施形態１）
図１は本発明の蓄電デバイスの一つの実施の形態であるリチウムイオン二次電池の電池要素を示す断面図、図２は本発明の蓄電デバイスの一つの実施の形態であるリチウムイオン二次電池を示す平面図、図３は図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った方向から見た断面図、図４は図２のＩＶ−ＩＶ線に沿った方向から見た部分断面図、図５は図３において外装体と正極集電体の端部に形成された貫通孔近傍の断面を示す部分断面図である。なお、図３、図４、図５は正極側の断面を示しているが、負極側も正極側と同様であるので、以下では正極側を中心に説明する。
【００２８】
図１〜図５を参照して、本発明の蓄電デバイスの一つの実施の形態であるリチウムイオン二次電池１について以下に説明する。
【００２９】
図１に示すように、電池要素１０では、複数の短冊状の正極１１と複数の短冊状の負極１２とが、複数の短冊状のセパレータ１３を介して、交互に積層されて形成されている。
【００３０】
ここで、正極１１は、正極集電体１１１の両面に正極活物質１１２が積層されて形成されている。一例として、正極集電体１１１はアルミニウムからなり、正極活物質１１２はコバルト酸リチウム複合酸化物（ＬＣＯ）からなる。
【００３１】
一方、負極１２は、負極集電体１２１の両面に負極活物質１２２が積層されて形成されている。一例として、負極集電体１２１は銅からなり、負極活物質１２２は炭素材料からなる。
【００３２】
なお、複数の正極１１を構成する複数の正極集電体１１１の端部が集約された正極集端部１１３は、後述する正極接続端子３０に電気的に接続されており、複数の負極１２を構成する複数の負極集電体１２１の端部が集約された負極集端部１２３は、後述する負極接続端子４０に電気的に接続されている。
【００３３】
図２に示すように、蓄電デバイスの一例であるリチウムイオン二次電池１は、蓄電要素の一例として図１に示された電池要素１０を収容する外装体２０を備える。また、リチウムイオン二次電池１は、電池要素１０の正極集端部１１３に電気的に接続された正極接続端子３０と、電池要素１０の負極集端部１２３に電気的に接続された負極接続端子４０とを備える。
【００３４】
図３と図４に示すように、外装体２０は、電池要素１０に面する内面側に配置された内面層２１と、中間層２２と、外部に面する外面側に配置された外面層２３とから構成される三層構造のラミネートフィルムで形成されている。内面層２１は、一例として、ヒートシール可能な熱可塑性樹脂であるポリプロピレンからなり、厚みが３０〜１２０μｍである。中間層２２は、一例として、アルミニウム箔またはアルミニウム合金箔からなり、厚みが３０〜５０μｍである。外面層２３は、一例として、ナイロン（登録商標）からなり、厚みが２０〜４０μｍである。
【００３５】
外装体２０は、凹部を有する形状にカップ成形された上下二枚のラミネートフィルムを重ね合わせることによって形成されている。外装体２０の周囲四方では、図３と図４に示すように対向する内面層２１同士をヒートシール（熱溶着）して接合することにより、図２〜図４に示すようにヒートシール部２４が形成されている。このように形成された外装体２０の内部に電池要素１０が収容され、外装体２０はヒートシール部２４にて密封されている。ラミネートフィルムは、軽量でかつ優れた可撓性を有し、外部からの水分等に対して優れた遮断機能とシール性を有するものである。
【００３６】
なお、図２と図３に示すように、正極接続端子３０の先端部、すなわち、後述する第２の接続端子部材３２の平板部３２０の突出端部に近い位置にあるヒートシール部２４の端部は、正極接続端子３０と外装体２０の金属製の中間層２２との接触による短絡を防止するために、耐熱性、電気絶縁性を有するポリイミド樹脂等からなる絶縁テープ２５（たとえばカプトン（登録商標））で被覆されている。図２に示すように絶縁テープ２５は、その幅が正極接続端子３０の幅寸法、すなわち、平板部３２０の幅方向の寸法よりも大きく、図３に示すように上下二枚のラミネートフィルムを厚み方向に覆うように形成されている。このように形成された絶縁テープ２５によって、正極接続端子３０と外装体２０の中間層２２との接触が防止されている。
【００３７】
図２〜図４に示すように、正極接続端子３０は、第１の接続端子部材３１と第２の接続端子部材３２とから構成される。第１の接続端子部材３１と第２の接続端子部材３２は、外装体２０と正極集端部１１３とを挟むように配置されている。
【００３８】
第１の接続端子部材３１は、複数の棒状部３１１、３１２と、複数の棒状部３１１、３１２の一方端部３１１ａ、３１２ａに一体的に形成されるとともに複数の棒状部３１１、３１２を連結する連結部の一例である連結板部３１４とを備えている。
【００３９】
一方、第２の接続端子部材３２は、第１の接続端子部材３１の連結板部３１４に対向するように配置され、連結板部３１４に対向する平板部３２０を備えている。外装体２０の外表面に接触する側の平板部３２０の端部には、第１の接続端子部材３１の複数の棒状部３１１、３１２のそれぞれの他方端部３１１ｂ、３１２ｂを挿通可能な複数の貫通孔３２１、３２２が形成されている。また、外装体２０の外表面に接触しない側の平板部３２０の端部には、正極接続端子３０を外部接続端子や組電池等に接続するために貫通孔３２４が形成されている。
【００４０】
そして、正極接続端子３０は、第１の接続端子部材３１の棒状部３１１、３１２を第２の接続端子部材３２の貫通孔３２１、３２２に挿通し、挿通された棒状部３１１、３１２の他方端部３１１ｂ、３１２ｂを、かしめ止めにより貫通孔３２１、３２２のそれぞれに係合させることにより、第１の接続端子部材３１と第２の接続端子部材３２が外装体２０と正極集端部１１３とを挟持するように構成されている。
【００４１】
ここで、棒状部３１１、３１２の他方端部３１１ｂ、３１２ｂは、貫通孔３２１、３２２のそれぞれに係合されてかしめ止めされた際に、平板部３２０の外側に突出した先端部が軸方向に押し潰されることによりフランジ状に形成され、その外表面は凹凸を有している。
【００４２】
また、図３と図４に示すように、棒状部３１１、３１２は、かしめ止めされた際に軸方向に押圧されて圧縮されることにより、その直径が大きくなっている。ただし、第２の接続端子部材３２の貫通孔３２１、３２２内に位置付けられた棒状部３１１、３１２の直径は、かしめ止めされる前の直径のままである。なお、これは、第１の接続端子部材３１と第２の接続端子部材３２のそれぞれの材質自体と、第１の接続端子部材３１と第２の接続端子部材３２の材質の違いにも影響される。これにより、棒状部３１１、３１２には、貫通孔３２１、３２２の近傍に直径が異なる段差部３１１ｃ、３１２ｃが形成されることになる。この段差部３１１ｃ、３１２ｃに第２の接続端子部材３２の平板部３２０が係合されることにより、棒状部３１１、３１２と平板部３２０とのより確実な接触が図られ、接触抵抗の低減を図ることができる。
【００４３】
第１の接続端子部材３１では、棒状部３１１、３１２と連結板部３１４とが予め一体的に形成されているのに加えて、かしめ止めされる他方端部３１１ｂ、３１２ｂも一体的に形成されているので、たとえば、ボルトナット等による締結構造や樹脂等による接着構造に比べて、外部からの水分の進入をより確実に防ぐことができる。また、棒状部３１１、３１２と連結板部３１４と他方端部３１１ｂ、３１２ｂが同材質で一体的に形成されているので、熱膨張係数の違いによる熱変形を防止することができる。
【００４４】
以上のように正極接続端子３０は構成されているので、優れたシール性、導電性を有する。
【００４５】
さらに、第１の接続端子部材３１と第２の接続端子部材３２についてより具体的に説明する。
【００４６】
第１の接続端子部材３１は、図３に示すように断面略Ｕ字状に形成されており、正極集電体１１１と同じ材質のアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる。連結板部３１４は、相対的に厚い平板状に形成されており、たとえば、厚みが０．３〜３ｍｍである。棒状部３１１、３１２は、断面が円形で、たとえば、直径が２〜８ｍｍである。
【００４７】
一方、第２の接続端子部材３２は、全体として平板状に形成されており、銅または銅合金からなり、たとえば、厚みが０．３〜３ｍｍである。第２の接続端子部材３２が銅または銅合金で形成されると、高電圧下での使用における接触抵抗を低減させることができるので好ましい。
【００４８】
図２に示すように、第２の接続端子部材３２は、矩形状の電池要素１０の長手方向の一方端部において、電池要素１０の短手方向に平行にかつ外装体２０の主平面に沿って配置されている。すなわち、第２の接続端子部材３２は、外装体２０の四方のヒートシール部２４の隙間から外部に突出されるものではない。
【００４９】
図３に示すように、第１の接続端子部材３１の長さ方向の寸法は、電池要素１０の短手方向の寸法すなわち幅方向の寸法よりも小さく、たとえば、電池要素１０の短手方向の寸法の１／２〜１／５である。また、図４に示すように、第１の接続端子部材３１の幅方向の寸法は、第２の接続端子部材３２の幅方向の寸法よりも小さく、たとえば、第２の接続端子部材３２の幅方向の寸法の１／２〜１／５である。図３に示すように、第１の接続端子部材３１の連結板部３１４の厚み寸法は、第２の接続端子部材３２の平板部３２０の厚み寸法とほぼ同じである。図２と図３に示すように、第２の接続端子部材３２の長さ方向の寸法は、電池要素１０の幅方向の寸法とほぼ同じである。
【００５０】
また、第１の接続端子部材３１の二つの棒状部３１１、３１２は、電池要素１０の長手方向の端部であってかつ短手方向の中央付近に配置されている。棒状部３１１、３１２を電池要素１０の短手方向の中央付近に配置することによって、図示しない治具によって棒状部３１１、３１２を同時にかしめることが容易になる。二つの棒状部３１１、３１２の間隔は任意であるが、激しい振動にも耐えうる充分な機械的強度が得られるように適宜設定される。
【００５１】
なお、図２に示される負極接続端子４０も、上述した正極接続端子３０と同様の構造を有する。図２に示すように、正極接続端子３０と同様にして、負極接続端子４０においても、外装体２０の外表面に接触する側の第２の接続端子部材４２の端部には、第１の接続端子部材４１のかしめ止めされる他方端部４１１ｂ、４１２ｂが配置され、外装体２０の外表面に接触しない側の第２の接続端子部材４２の端部には、貫通孔４２４が形成されている。負極接続端子４０では、第１の接続端子部材４１と第２の接続端子部材４２はともに、図１に示される負極集電体１２１と同じ材質の銅または銅合金で形成されている。
【００５２】
図３に示されるように、棒状部３１１、平板部３２０、外装体２０および正極集端部１１３で囲まれる環状の空間Ｓにはシール部材５０が充填されている。棒状部３１２、平板部３２０、外装体２０および正極集端部１１３で囲まれる環状の空間にもシール部材５０が充填されている。シール部材５０は外装体２０の内面層２１と同様の材質、たとえば、ポリプロピレンからなり、リング状の形態を有する。このシール部材５０により、棒状部３１１、３１２の周りにおけるシール性と絶縁性を向上させることができる。
【００５３】
以上のように構成されたリチウムイオン二次電池１は、要約すれば、電池要素１０を収容する外装体２０と、電池要素１０の正極１１および負極１２のそれぞれに電気的に接続された正極接続端子３０および負極接続端子４０とを備える。正極接続端子３０および負極接続端子４０は、それぞれ、外装体２０と正極１１の正極集端部１１３および負極１２の負極集端部１２３の各々とを挟むように配置された第１の接続端子部材３１、４１と第２の接続端子部材３２、４２とを含む。たとえば、正極側では、第１の接続端子部材３１は、複数の棒状部３１１、３１２と、複数の棒状部３１１、３１２の一方端部に一体的に形成され、かつ、複数の棒状部３１１、３１２を連結する連結板部３１４とを含む。第２の接続端子部材３２は、連結板部３１４に対向するように配置され、かつ、複数の貫通孔３２１、３２２を有する。複数の棒状部３１１、３１２の他方端部が複数の貫通孔３２１、３２２のそれぞれに挿通されて係合されている。
【００５４】
このように、第１の接続端子部材３１が、複数の棒状部３１１、３１２の一方端部に一体的に形成されて複数の棒状部３１１、３１２を連結する連結板部３１４を含むので、連結板部３１４で連結された複数の棒状部３１１、３１２の他方端部を、第２の接続端子部材３２の複数の貫通孔３２１、３２２のそれぞれに同時に係合させることが容易に可能である。これにより、従来のようにリベットという棒状部材の先端をかしめる工程を行う度毎に複数の棒状部材のそれぞれを位置決めする必要がなく、製造工程を簡略化することができる。
【００５５】
また、第１の接続端子部材３１においては複数の棒状部３１１、３１２と連結板部３１４とが一体的に形成されているので、棒状部３１１、３１２と連結板部３１４との接触抵抗を低減し、蓄電デバイスの一例であるリチウムイオン二次電池１の特性の劣化を防止することができる。
【００５６】
上記の実施形態１では、電池要素１０は、短冊状の正極、短冊状のセパレータおよび短冊状の負極の積層体、いわゆる枚葉構造の積層体から構成されているが、長尺状のセパレータを九十九折りして、短冊状の正極と短冊状の負極とを交互に介在させることによって構成してもよい。また、電池要素の構造として、長尺状の正極、長尺状のセパレータおよび長尺状の負極を巻回してなる巻回型構造を採用してもよい。たとえば、巻回軸に沿って正極、負極の集電体の端部を互いに反対方向に引き出して、その引き出し部に上記の実施形態のような正極接続端子、負極接続端子を電気的に接続すれば、本発明の構成を適用することができる。
【００５７】
上記の実施形態１では、蓄電要素としてリチウムイオン二次電池１の電池要素１０に適用した例を説明したが、リチウム二次電池、ポリマー二次電池などの電池要素に適用してもよく、電気二重層キャパシタなどの蓄電デバイスに用いられる蓄電要素に適用してもよく、蓄電要素は特に限定されない。
【００５８】
図１に示されるセパレータ１３としては、特に限定されるべきものではなく、従来から公知のものを用いることができる。なお、本発明においては、セパレータは、その名称によって限定されるべきものではなく、セパレータの代わりにセパレータとしての機能（役割）を有するような固体電解質やゲル状電解質を用いてもよい。また、アルミナやジルコニアなどの無機材料を含有させたセパレータを用いてもよい。
【００５９】
正極活物質１１２としては、コバルト酸リチウム複合酸化物（ＬＣＯ）以外に、マンガン酸リチウム複合酸化物（ＬＭＯ）、ニッケル酸リチウム複合酸化物（ＬＮＯ）を用いてもよい。また、正極活物質１１２としてＬＮＭＣＯといった３元系材料やＬＭＮＯ，ＬＭＣＯ，ＬＮＣＯといった２元系材料を用いてもよい。さらに、正極活物質１１２は、これらの主材料を混合したものでもよい。正極活物質１１２は、ＬｉＦｅＰＯ４といったオリビン系材料でもよい。
【００６０】
負極活物質１２２の炭素材料としては、グラファイトやハードカーボンなどが用いられる。また、負極活物質１２２は、これらの主材料を混合したものでもよい。負極活物質１２２はチタン酸リチウムのようなセラミックや合金系材料でもよい。
【００６１】
上記の実施形態１では、外装体２０として三層構造からなるラミネートフィルムを用いているが、外装体２０の内面層２１と中間層２２との間、中間層２２と外面層２３との間に接着層を介在させてもよい。また、中間層２２の内側に複数層からなる内面層２１を配置してもよい。中間層２２の外側に複数層からなる外面層２３を配置してもよい。中間層２２を多層構造にしてもよい。中間層２２の材質としては、水分などに対してバリア性を有し、可撓性と強度に優れた金属であればよく、ステンレス鋼、ニッケルまたはニッケル合金、銅または銅合金、鉄または鉄合金などでもよい。中間層２２としては、予め箔状または薄板状に形成されたものを用いてもよいが、薄膜やめっき層によって形成されたものでもよい。
【００６２】
内面層２１は、耐電解液性とヒートシール性に優れた熱可塑性樹脂であればよく、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリアミド、アイオノマー等の樹脂でもよい。外面層２３は、電気絶縁性に優れた絶縁樹脂であればよく、ポリエステル（ＰＥＴなど）、その他のポリアミド等の樹脂でもよい。
【００６３】
上記の実施形態１では、二枚のラミネートフィルムを重ね合わせ、周囲四方のヒートシール部２４を熱溶着して、電池要素１０を外装体２０の内部に収容するように二枚のラミネートフィルムを密封しているが、ラミネートフィルムの密封方法として、一枚のラミネートフィルムを二つに折り曲げた後、周囲の残り三方のヒートシール部２４を熱溶着してもよい。また、一枚のラミネートフィルムを筒状に形成した後、両側のヒートシール部２４を熱溶着してもよい。なお、筒状に形成する場合、予め熱溶着される帯状のヒートシール部の位置は任意に設定することができる。
【００６４】
第１の接続端子部材３１の棒状部３１１、３１２の他方端部３１１ｂ、３１２ｂと第２の接続端子部材３２の貫通孔３２１、３２２とを係合させる手段としては、かしめ止めに限らず、ネジやボルトナット止め、超音波溶接、レーザー溶接等の手段を採用してもよい。
【００６５】
上記の実施形態１では、正極接続端子３０側に２個の棒状部３１１、３１２、負極接続端子４０側に２個の棒状部（４１１、４１２）（図示せず）を設けているが、個数については特に限定されない。ただし、リチウムイオン二次電池１が、たとえば、激しい振動を伴う用途に用いられた場合には、振動による第２の接続端子部材３２、４２の回転を防止するためには、棒状部の数は少なくとも２個以上であることが好ましい。
【００６６】
上記の実施形態１では、棒状部３１１、３１２の断面形状は円形であるが、たとえば、楕円や多角形などでもよい。棒状部３１１、３１２の断面形状が楕円や多角形であれば、振動による第２の接続端子部材３２、４２の回転を防止するのに有効である。棒状部３１１、３１２の直径は同じでなくてもよい。
【００６７】
第１の接続端子部材３１の他方端部３１１ｂ、３１２ｂの外表面の凹凸を平坦化するために、かしめ止めした後にプレス加工してもよい。また、第１の接続端子部材３１の他方端部３１１ｂ、３１２ｂの外表面にレーザー溶接、樹脂コーティング、半田付けなどを施してもよい。
【００６８】
また、外装体２０の内面層２１の損傷を防止するために、第１の接続端子部材３１の連結板部３１４の表面に面取り加工や曲面加工を施しておくことが好ましい。
【００６９】
第２の接続端子部材３２の形状については、自由な形状を採用することが可能である。上記の実施形態１では、第２の接続端子部材３２の形状として、直線方向に延在する平板状を採用しているが、平板状に限定されず、外装体２０の外表面に接触しない側の端部、すなわち、図２と図３に示される貫通孔３２４が形成される側の端部を鍵状に屈曲させたり、円弧状に湾曲させたり、あるいは、二股に分岐させたりしてもよい。また、第２の接続端子部材３２の長さ方向の寸法、幅方向の寸法、厚み方向の寸法は、図３と図４に示されるように全体にわたって均一でなくてもよく、たとえば、どこか一箇所に肉薄部、肉厚部を形成してもよい。
【００７０】
正極接続端子３０の第２の接続端子部材３２と負極接続端子４０の第２の接続端子部材４２の引き出し方向は、上記の実施形態１のように外装体２０の短手方向に平行にかつ同一方向に引き出すものに限定されず、たとえば、外装体２０の長手方向に（図２の左右方向に）互いに反対方向に第２の接続端子部材３２と第２の接続端子部材４２を引き出してもよい。また、上記の実施形態１のように正極接続端子３０の第２の接続端子部材３２と負極接続端子４０の第２の接続端子部材４２とを同一方向に引き出すものに限定されず、第２の接続端子部材３２と第２の接続端子部材４２を互いに反対方向に引き出したり、非対称な方向に引き出してもよい。
【００７１】
上記の実施形態１では、第１の接続端子部材３１と第２の接続端子部材３２とは異なる材質から形成されているが、同じ材質で形成されてもよい。第２の接続端子部材３２の材質を第１の接続端子部材３１の材質と同様にアルミニウムまたはアルミニウム合金にした場合には、軽量化の面で有利である。
【００７２】
負極接続端子４０の第１の接続端子部材４１と第２の接続端子部材４２の材質は、負極集電体１２１と同じ材質であるが、異なる材質でもよい。第２の接続端子部材４２の表面上にニッケルめっきや錫めっきを施してもよい。
【００７３】
第１の接続端子部材３１と第２の接続端子部材３２の長手方向の寸法、幅方向の寸法、厚み方向の寸法、これらの寸法の大小関係については、上記の実施形態１に限定されず、任意に設定することができる。たとえば、第１の接続端子部材３１と第２の接続端子部材３２の材質が異なる場合には、長手方向の寸法、幅方向の寸法、または、厚み方向の寸法を第１の接続端子部材３１と第２の接続端子部材３２とで異ならせた方がよい場合もあり、これらの寸法は第１の接続端子部材３１と第２の接続端子部材３２の材質の許容電流等に応じて適宜設定される。
【００７４】
シール部材５０は、耐電解液性とシール性に優れた熱可塑性樹脂であればよく、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリアミド、ナイロン、アイオノマー等の樹脂でもよい。
【００７５】
また、シール部材５０は、上記の実施形態１では予めリング状に形成されたものを用いているが、液状のシール部材を棒状部３１１、３１２の周りに注入してもよい。
【００７６】
さらに、シール部材５０は、上記のような絶縁樹脂でもよいが、天然ゴムや合成ゴムのような弾性材料でもよい。これにより、棒状部３１１、３１２の周りにおける応力緩和を図ることができる。
【００７７】
なお、上記の実施形態１において棒状部３１１、３１２の周りにブッシュ材を植込んでおき、かしめた際に棒状部３１１、３１２の周りに食い込むようにシール部材５０が形成されるようにしてもよい。
【００７８】
次に、本発明の蓄電デバイスの一例であるリチウムイオン二次電池１の製造方法について説明する。リチウムイオン二次電池の製造方法は、限定されないが、たとえば、図１〜図４に示されたリチウムイオン二次電池１は、次のような手順で製造することができる。なお、製造方法においても正極側と負極側は同様であるので、正極側を中心に説明する。
【００７９】
（１）まず、図５に示すように、正極集端部１１３、外装体２０、および、第２の接続端子部材３２のそれぞれの所定の位置に、対応する貫通孔１０１、１０２、２０１、２０２、３２１、３２２を形成する。
【００８０】
なお、図３に示すように第２の接続端子部材３２の先端部には外部接続端子や組電池に接続可能な貫通孔３２４を形成しておく。
【００８１】
ここで、正極集端部１１３の貫通孔１０１、１０２と第２の接続端子部材３２の貫通孔３２１、３２２は、第１の接続端子部材３１の棒状部３１１、３１２の直径とほぼ同じ直径を有するように形成しておく。これに対し、外装体２０の貫通孔２０１、２０２は、棒状部３１１、３１２の直径よりも予め大きく形成しておく。これにより、棒状部３１１、３１２を挿通した際に、棒状部３１１、３１２と外装体２０（特に、中間層２２）との間に空間Ｓが形成される。
【００８２】
（２）次に、正極集端部１１３と正極接続端子３０の第１の接続端子部材３１とを接続する。具体的には、正極集端部１１３の貫通孔１０１、１０２に第１の接続端子部材３１の棒状部３１１、３１２を挿通し、図示しない治具により、正極集端部１１３と連結板部３１４とを超音波溶着する。
【００８３】
（３）そして、正極集端部１１３を介して第１の接続端子部材３１に接続された電池要素１０を、凹部を有する形状にカップ成形された上下二枚の外装体２０の内部に収容する。
【００８４】
（４）その後、第１の接続端子部材３１の棒状部３１１、３１２に、外装体２０と第２の接続端子部材３２の各貫通孔２０１、２０２、３２１、３２２を位置合わせして挿通する。なお、このとき、シール部材５０を外装体２０の貫通孔２０１、２０２と棒状部３１１、３１２との間に介在させる。
【００８５】
（５）さらに、棒状部３１１、３１２の突出する先端部に対し、図示しない治具により、打撃、油圧、空気圧等の方法で押圧して同時にかしめることにより、棒状部３１１、３１２の先端部が押し潰されて他方端部３１１ｂ、３１２ｂが形成される。これにより、シール部材５０は気密に充填される。また、このかしめ加工により、第１の接続端子部材３１と第２の接続端子部材３２との間が電気的に接続される。
【００８６】
（６）次に、外装体２０の周囲三方にて内面層２１同士を熱溶着してヒートシール部２４を形成する。
【００８７】
（７）そして、外装体２０のまだヒートシールされていない一方の開口部から電解液を注入した後、その一方の開口部にて内面層２１同士を熱溶着して仮のヒートシール部を形成する。
【００８８】
（８）最後に、初期充電を行い、ヒートシール部２４の一部を切断して、その切断部からガス抜きをした後、切断したヒートシール部２４の一部を再び熱溶着するとともに真空吸引して全体を密封する。
【００８９】
（９）以上のようにして、本発明の蓄電デバイスの一例であるリチウムイオン二次電池１が製造される。
【００９０】
したがって、本発明の蓄電デバイスの一例であるリチウムイオン二次電池１を製造する方法は、たとえば、正極側では、第１の接続端子部材３１における複数の棒状部３１１、３１２の他方端部を、第２の接続端子部材３２における複数の貫通孔３２１、３２２のそれぞれに挿通し、挿通された複数の棒状部３１１、３１２の他方端部と複数の貫通孔３２１、３２２とを同時に係合させて、第１の接続端子部材３１と第２の接続端子部材３２とによって外装体２０と正極集端部１１３とを挟むことを特徴とする。
【００９１】
これにより、第１の接続端子部材３１において連結板部３１４で連結された複数の棒状部３１１、３１２の他方端部を、第２の接続端子部材３２の貫通孔３２１、３２２に同時に係合させることにより、従来のようにリベットという棒状部材の先端をかしめる工程を行う度毎に複数の棒状部材のそれぞれを位置決めする必要がなく、製造工程を簡略化することができる。
【００９２】
具体的には、以下の仕様の各構成要素を用いて本発明の蓄電デバイスの一例であるリチウムイオン二次電池１を製造することによって、本発明のリチウムイオン二次電池が製造可能であることを検証した。
【００９３】
（ａ）電池要素１０（積層体の寸法）：３００ｍｍ（長手方向の寸法）×１２０ｍｍ（幅方向の寸法）×５ｍｍ（Ｔ寸法）
（ｂ）正極活物質１１２：コバルト酸リチウム
（ｃ）負極活物質１２２：炭素材料
（ｄ）セパレータ１３：ポリオレフィン系セパレータ
（ｅ）第１の接続端子部材３１、４１
（ｅ―１）連結板部３１４（４１４）：３０ｍｍ（長手方向の寸法）×１５ｍｍ（幅方向の寸法）×１．５ｍｍ（厚み方向の寸法）、アルミニウム製
（ｅ―２）棒状部３１１、３１２（４１１、４１２）：直径６ｍｍφ×高さ１５ｍｍ（かしめる前の寸法）、アルミニウム製または銅製、他方端部の直径８ｍｍ、棒状部３１１、３１２同士の間隔２５ｍｍ
（ｆ）第２の接続端子部材３２、４２
（ｆ−１）平板部３２０（４２０）：１００ｍｍ（長手方向の寸法）×１５ｍｍ（幅方向の寸法）×１．５ｍｍ（厚み方向の寸法）、アルミニウム製または銅製
（ｆ−２）貫通孔３２１、３２２（４２１、４２２）：直径６ｍｍφ
（ｇ）外装体２０：３２０ｍｍ（長手方向寸法）×１３５ｍｍ（幅方向寸法）×７ｍｍ（厚み方向寸法）
（ｇ−１）アルミニウムラミネートフィルム（内面層２１：厚みが８０μｍのポリプロピレン、中間層２２：厚みが４０μｍのアルミニウム箔、外面層２３：厚みが２５μｍのナイロン）
（ｇ−２）貫通孔２０１、２０２の直径：８ｍｍ
（ｈ）電解液：エチレンカーボネート（ＥＣ）とジエチルカーボネート（ＤＥＣ）に塩としてＬｉＰＦ６を１ｍｏｌ／Ｌ溶解したもの
（ｉ）製造方法：上記の製造方法に従う。
【００９４】
上記の条件にて実施形態１のリチウムイオン二次電池１として電池容量が１０Ａｈ、電圧が４．２Ｖのリチウムイオン二次電池を作製した。
【００９５】
（実施形態２）
図６は、本発明のもう一つの実施形態であるリチウムイオン二次電池において、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った方向から見た断面で、外装体と正極集電体の端部に形成された貫通孔近傍の断面を示す部分断面図である。
【００９６】
図３に示す実施形態１では第１の接続端子部材３１に二つの棒状部３１１、３１２が設けられているのに対して、図６に示す実施形態２では、第１の接続端子部材３１に三つの棒状部３１１、３１２、３１３が設けられている。実施形態２のその他の構成は、実施形態１と同様である。
【００９７】
このように、第１の接続端子部材３１が棒状部を３以上含むように構成することにより、正極集端部１１３および負極集端部１２３のそれぞれと外装体２０とを第１と第２の接続端子部材３１、３２によって強固に挟持することができるので、外部から与えられる激しい振動等に対しても耐えることが可能な電極引出構造を得ることができる。
【００９８】
（実施形態３）
図７は、本発明のさらに別の実施形態であるリチウムイオン二次電池において、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った方向から見た断面で、外装体と正極集電体の端部に形成された貫通孔近傍の断面を示す部分断面図である。
【００９９】
図３に示す実施形態１では第１の接続端子部材３１に二つの棒状部３１１、３１２が設けられているのに対して、図７に示す実施形態３では、第１の接続端子部材３１に二つの棒状部３１１、３１３が設けられ、第２の接続端子部材３２に一つの棒状部３２５が設けられている。実施形態３のその他の構成は、実施形態１と同様である。
【０１００】
なお、第１の接続端子部材３１と第２の接続端子部材３２のそれぞれに棒状部と貫通孔が少なくとも一つずつ設けられている一つの例として上記の実施形態３が示されており、第１の接続端子部材３１と第２の接続端子部材３２のそれぞれに棒状部と貫通孔が一つずつ設けられていてもよい。
【０１０１】
図７に示す実施形態３では、第１の接続端子部材３１は、連結板部３１４に形成された貫通孔３１５を有し、第２の接続端子部材３２は、一体的に形成された棒状部３２５を含み、第２の接続端子部材３２の棒状部３２５が第１の接続端子部材３１の貫通孔３１５に挿通されて係合されている。このように構成することにより、第１の接続端子部材３１の複数の棒状部３１１、３１３を第２の接続端子部材３２の複数の貫通孔３２１、３２２のそれぞれに係合させることと、第２の接続端子部材３２の棒状部３２５を第１の接続端子部材３１の貫通孔３１５に係合させることを同時に行うことが容易に可能である。これにより、従来のようにリベットという棒状部材の先端をかしめる工程を行う度毎に複数の棒状部材のそれぞれを位置決めする必要がなく、製造工程を簡略化することができる。
【０１０２】
また、第１の接続端子部材３１においては複数の棒状部３１１、３１３と連結板部３１４とが一体的に形成され、かつ、第２の接続端子部材３２においては棒状部３２５が一体的に形成されているので、棒状部３１１、３１３、３２５との接触抵抗を低減し、リチウムイオン二次電池１の特性の劣化を防止することができる。
【０１０３】
さらに、正極集端部１１３および負極集端部１２３のそれぞれと外装体２０とを第１と第２の接続端子部材３１、３２によってより強固に挟持することができ、外部から与えられる激しい振動等に対しても耐えることが可能な電極引出構造を得ることができる。なお、実施形態３では、実施形態２に比べて、外表面側の第２の接続端子部材３２に形成される貫通孔の数が少ない分、実施形態２よりもシール性を高くすることができる。
【０１０４】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考慮されるべきである。本発明の範囲は以上の実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての修正や変形を含むものであることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【０１０５】
本発明の蓄電デバイスは、自動車や二輪車などの激しい振動を伴う用途で用いられるものに適している。すなわち、特許文献１の従来例に開示されるような、外装体の熱溶着されたヒートシール部から接続端子を突出させる構造、言い換えれば、外装体同士が化学的に接合されることにより、接続端子を挟持する構造では、外部からの激しい振動により、電池要素と接続端子も激しく振動し、ヒートシール部のシール性の低下が生じる恐れがある。これに対して、本発明の蓄電デバイスでは、接続端子の第１の接続端子部材と第２の接続端子部材とが機械的・電気的に接合されるとともに、第１の接続端子部材と第２の接続端子部材との間で外装体を挟持する構造であるので、外部からの激しい振動に対しても外装体を強固に保持するとともに高いシール性を維持し、かつ、簡易な構成で高い絶縁性も維持することができる。したがって、本発明の蓄電デバイスは、１００Ｖ以上の高電圧下、たとえば、５００〜１０００Ｖで用いられるのに適している。
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【図１】本発明の蓄電デバイスの一つの実施の形態であるリチウムイオン二次電池の電池要素を示す断面図である。
【図２】本発明の蓄電デバイスの一つの実施の形態であるリチウムイオン二次電池を示す平面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った方向から見た断面図である。
【図４】図２のＩＶ−ＩＶ線に沿った方向から見た部分断面図である。
【図５】図３において外装体と正極集電体の端部に形成された貫通孔近傍の断面を示す部分断面図である。
【図６】本発明のもう一つの実施形態であるリチウムイオン二次電池において、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った方向から見た断面で、外装体と正極集電体の端部に形成された貫通孔近傍の断面を示す部分断面図である。
【図７】本発明のさらに別の実施形態であるリチウムイオン二次電池において、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った方向から見た断面で、外装体と正極集電体の端部に形成された貫通孔近傍の断面を示す部分断面図である。
【図８】従来のシート状リチウムイオン二次電池を示す斜視図である。
【図９】図８のＩＸ−ＩＸ線における部分断面図である。
【符号の説明】
【０１０７】
１：リチウムイオン二次電池、１０：電池要素、１１：正極、１２：負極、２０：外装体、３０：正極接続端子、４０：負極接続端子、３１，４１：第１の接続端子部材、３２，４２：第２の接続端子部材、１１３：正極集端部、１２３：負極集端部、３１１，３１２，３１３，３２５：棒状部、３１４：連結板部、３２０：平板部、３１５，３２１，３２２：貫通孔。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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