(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓋部材を接合したケースの内部に、絶縁部材を介して前記蓋部材とそれぞれ接合した正極接続端子および負極接続端子と、セパレータと、前記セパレータを介して配置された正極および負極と、電解液とを備え、
前記正極および負極は、それぞれ前記正極接続端子および負極接続端子に接続され、
前記正極接続端子および負極接続端子は、それぞれ前記蓋部材を貫通し、かつ、前記蓋部材と接合した前記ケースの外部と内部とを仕切る板状の外部接続部をそれぞれ有し、
前記外部接続部は、ねじ部材と接合し、
前記ねじ部材は、ボルト部および前記外部接続部と接合する接合部を有し、
前記接合部は、前記内部に向かって拡開する円筒状の形状を有し、かつ、前記外部接続部に介入し、
前記外部接続部は、前記接合部の先端、内周面および外周面と密着することを特徴とする密閉型電池。
【請求項２】
前記ねじ部材は、前記外部に面した第１面および前記内部に面した第２面を有するフランジ部をさらに有する請求項１に記載の電池。
【請求項３】
前記ボルト部は、第１面の上に設けられ、
前記接合部は、第２面上に設けられた請求項２に記載の電池。
【請求項４】
前記外部接続部は、前記フランジ部の凹凸が設けられた外周面と接触するように塑性変形した形状を有する請求項２または３に記載の電池。
【請求項５】
第１面は、前記外部接続部の前記外部に面した外側面と同一面上の面または前記外側面よりも前記内部に近い面である請求項２〜４のいずれか１つに記載の電池。
【請求項６】
前記外部接続部に電気的に接続する外部配線でありかつ開口を有する外部接続金属板をさらに有し、
前記外部接続金属板は、前記開口を貫通した前記ボルト部とナットとを締め合わせるにより前記外部接続部と接触するように固定され、
前記外部接続金属板は、無光沢ニッケルメッキ層を表面に有する請求項１〜５のいずれか１つに記載の電池。
【請求項７】
前記正極は、リチウムを含む正極活物質層を有し、
前記負極は、グラファイトを含む負極活物質層を有し、
前記電解液は、リチウム塩溶質を有機溶媒に溶解した溶液である請求項１〜６のいずれか１つに記載の電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、密閉型電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、密閉型電池は、様々な用途に用いられ、特に大型の密閉型電池は、電気自動車用電源や電力貯蔵などの用途に用いられている。
このような大型の密閉型電池には、様々な改良が求められている。特に電極端子の構造および電極端子と外部配線の接続においては、内部抵抗の低減、製造コストの低減、軽量化、電極端子と外部配線の電気的接続の確実性などが求められている。
そこで、リベット端子と集電接続体とを強固に接続することにより内部抵抗を低減することができる二次電池が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１４１７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来の電池では、電池内部の発電要素と接続する集電接続体と外部配線に接続する電極端子が別の部材であったため、その異なる部材の接触部分で接触抵抗が生じ、内部抵抗を増加させている。
また、従来の電池では、電極端子と外部配線とを接触させるために雌ネジ構造などが電極端子に直接形成されているため、電極端子の原材料に金属塊を使用する必要があり、製造コストの増加および電池重量の増加につながっている。
また、従来の電池では、電極端子と外部配線を接触させ、この接触状態をボルト−ナット構造による締め付け力で維持する場合に、この締め付け構造内に樹脂、又はゴムなどの高温安定性または耐久性の低い部材を使用する場合があり、この場合、電池が熱を持ち温度が上昇した場合や長期間電池を使用した場合に電極端子と外部配線とを接触させるボルトおよびナットがゆるんでしまい電極端子と外部配線との接触抵抗が大きくなるおそれがある。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、低減された製造コストで製造でき、小さい内部抵抗を有する密閉型電池を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、蓋部材を接合したケースの内部に、絶縁部材を介して前記蓋部材とそれぞれ接合した正極接続端子および負極接続端子と、セパレータと、前記セパレータを介して配置された正極および負極と、電解液とを備え、前記正極および負極は、それぞれ前記正極接続端子および負極接続端子に接続され、前記正極接続端子および負極接続端子は、それぞれ前記蓋部材を貫通し、かつ、前記蓋部材と接合した前記ケースの外部と内部とを仕切る板状の外部接続部をそれぞれ有し、前記外部接続部は、ねじ部材と接合し、前記ねじ部材は、ボルト部および前記外部接続部と接合する接合部を有し、前記接合部は、前記内部に向かって拡開する円筒状の形状を有し、かつ、前記外部接続部に介入し、前記外部接続部は、前記接合部の先端、内周面および外周面と密着することを特徴とする密閉型電池を提供する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、電池内部の発電要素との接続から電池外部の外部配線の接続までを１つの部品で行うことができるため、電池の内部抵抗を低減することができる。
また、本発明によれば、ねじ部材の接合部が正極接続端子または負極接続端子の外部接続部に介入することよりねじ部材と正極接続端子または負極接続端子が接合するため、正極接続端子および負極接続端子に加工した金属板を用いることができ、製造コストを低減することができる。
また、本発明によれば、接合部は電池内部に向かって拡開する円筒状の形状を有し、かつ外部接続部に介入し、外部接続部は接合部の先端、内周面および外周面に密着する。つまり、ねじ部材は、外部接続部を貫通することなく外部接続部と接合することができる。このことにより、電池内部の高い気密性を確保することができる。また、外部接続部に開口を形成することなくねじ部材を外部接続部に接合することができるため、製造工程を少なくすることができ製造コストを低減することができる。
また、本発明によれば、正極接続端子または負極接続端子、外部配線、ねじ部材のボルト部およびナットをすべて金属製のものを用いることができるため、温度の上昇などによりボルトおよびナットの締め合わせが緩むことを防止することができる。
また、本発明によれば、電池外部と電池内部を仕切る外部接続部を正極接続端子および負極接続端子がそれぞれ有するため、蓋部材と正極接続端子の外部接続部および負極接続端子の外部接続部との重複部分を無くすことができ、軽量化、低コスト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】（ａ）は本発明の一実施形態の密閉型電池の構成を示す斜視図であり、（ｂ）はその断面図であり、（ｃ）は（ｂ）の点線で囲んだ範囲ＡまたはＢの拡大図であり、（ｄ）は（ｃ）のＡ−Ａ矢視断面図である。
【図２】本発明の一実施形態の密閉型電池に含まれる発電要素の構成を示す説明図である。
【図３】（ａ）は本発明の一実施形態の密閉型電池に含まれるねじ部材の外部接続部と接合する前の構成を示す斜視図であり、（ｂ）はその側面図であり、（ｃ）は（ｂ）のＡ−Ａ矢視断面図であり、（ｄ）は（ｂ）のＢ−Ｂ矢視断面図であり、（ｅ）は本発明の他の実施形態の密閉型電池に含まれるねじ部材の断面図である。
【図４】（ａ）は本発明の一実施形態の密閉型電池に含まれる外部接続金属板を示す平面図であり、（ｂ）はその外部接続金属板と正極接続端子または負極接続端子とを接触するように固定した状態を示す断面図である。
【図５】（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は本発明の一実施形態の密閉型電池に含まれるねじ部材と正極接続端子または負極接続端子とを接合する方法を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明の密閉型電池は、蓋部材を接合したケースの内部に、絶縁部材を介して前記蓋部材とそれぞれ接合した正極接続端子および負極接続端子と、セパレータと、前記セパレータを介して配置された正極および負極と、電解液とを備え、前記正極および負極は、それぞれ前記正極接続端子および負極接続端子に接続され、前記正極接続端子および負極接続端子は、それぞれ前記蓋部材を貫通し、かつ、前記蓋部材と接合した前記ケースの外部と内部とを仕切る板状の外部接続部をそれぞれ有し、前記外部接続部は、ねじ部材と接合し、前記ねじ部材は、ボルト部および前記外部接続部と接合する接合部を有し、前記接合部は、前記内部に向かって拡開する円筒状の形状を有し、かつ、前記外部接続部に介入し、前記外部接続部は、前記接合部の先端、内周面および外周面と密着することを特徴とする。
【０００９】
密閉型電池とは、密閉された構造を有する電池である。
ケースとは、正極、負極、セパレータおよび電解液を収容するケースであり、蓋部材と接合する。
蓋部材とは、ケースと接合し、電池を密閉することができる部材である。
【００１０】
正極接続端子とは、電池内部で正極と接続し、電池外部で外部配線と接続することができる接続端子である。
負極接続端子とは、電池内部で負極と接続し、電池外部で外部配線と接続することができる接続端子である。
電解液とは、電池内部に満たされ、正極および負極と電池反応をすることができる電解液である。
ねじ部材とは、正極接続端子および負極接続端子のいずれか１つと外部配線とを接続、固定するための部材である。
なお、本発明において、「ボルト」は、雄ネジ構造を有する部分または雄ネジ構造を有するものという。また、「ナット」は、雌ネジ構造を有する部分または雌ネジ構造を有するものという。また、「ねじ」は、「ボルト」または「ナット」あるいはその両方をいう。
【００１１】
本発明の密閉型電池において、前記ねじ部材は、前記外部に面した第１面および前記内部に面した第２面を有するフランジ部をさらに有することが好ましい。
このような構成によれば、前記ねじ部材と前記外部接続部とを接合するとき、ボルト部の塑性変形を防止することができる。
【００１２】
本発明の密閉型電池において、前記ボルト部は、第１面の上に設けられ、前記接合部は、第２面上に設けられることが好ましい。
このような構成によれば、接合部を前記外部接続部に接合することができ、ボルト部は、前記外部のナットと締め合わせることにより、外部配線を外部接続部に接触するように固定させることができる。
【００１３】
本発明の密閉型電池において、前記外部接続部は、前記フランジ部の凹凸が設けられた外周部分と接触するように塑性変形した形状を有することが好ましい。
このような構成によれば、外部接続部をフランジ部の凹凸と咬着する形状とすることができ、ねじ部材のボルト部とナットと締め合わせたときにねじ部材の共回りを防止することができる。
【００１４】
本発明の密閉型電池において、第１面は、前記外部接続部の前記外部に面した外側面と同一面上の面または前記外側面よりも前記内部に近い面であることが好ましい。
このような構成によれば、前記外部接続部を外部配線と接触しやすくすることができ、部品数を低減することができ、製造コストを低減することができる。
【００１５】
本発明の密閉型電池において、前記外部接続部に電気的に接続する外部配線でありかつ開口を有する外部接続金属板をさらに有し、前記外部接続金属板は、前記開口を貫通した前記ボルト部とナットとを締め合わせるにより前記外部接続部と接触するように固定され、前記外部接続金属板は、無光沢ニッケルメッキ層を表面に有することが好ましい。
このような構成にすれば、前記外部接続部と外部接続金属板を接触させることができる。また、前記外部接続金属板が無光沢ニッケルメッキ層を表面に有することにより、正極接続端子や負極接続端子に接続表面の劣化が懸念される金属が用いられたときに前記外部接続金属板と正極接続端子または負極接続端子との界面での接触不良や接触抵抗の増大が生じることを抑制することができる。
【００１６】
本発明の密閉型電池において、前記正極は、リチウムを含む正極活物質層を有し、前記負極は、グラファイトを含む負極活物質層を有し、前記電解液は、リチウム塩溶質を有機溶媒に溶解した溶液であることが好ましい。
この構成により、本発明の密閉型電池をリチウムイオン二次電池とすることができる。
【００１７】
以下、本発明の一実施形態を図面を用いて説明する。図面や以下の記述中で示す構成は、例示であって、本発明の範囲は、図面や以下の記述中で示すものに限定されない。
【００１８】
密閉型電池の構成
図１は本発明の一実施形態の密閉型電池の構成を示す概略斜視図などである。図２は、発電要素の構成を示す説明図であり、図３は本発明の一実施形態の密閉型電池に含まれるねじ部材の外部接続部と接合する前の構成を示す概略斜視図などである。図４は、本発明の一実施形態の密閉型電池に含まれる外部接続金属板を示す概略平面図などである。
【００１９】
本実施形態の密閉型電池２０は、図１に示すように蓋部材２を接合したケース１の内部に、絶縁部材１０を介して蓋部材２とそれぞれ接合した正極接続端子３および負極接続端子４と、セパレータ２４と、セパレータ２４を介して配置された正極２１および負極２２と、電解液とを備え、正極２１および負極２２は、それぞれ正極接続端子３および負極接続端子４に接続され、正極接続端子３および負極接続端子４は、それぞれ蓋部材２を貫通し、かつ、蓋部材２と接合したケース１の外部と内部とを仕切る板状の外部接続部８をそれぞれ有し、外部接続部８は、ねじ部材６と接合し、ねじ部材６は、ボルト部３１および外部接続部８と接合する接合部３２を有し、接合部３２は、前記内部に向かって拡開する円筒状の形状を有し、かつ、外部接続部８に介入し、外部接続部８は、接合部３２の先端、内周面および外周面と密着することを特徴とする。
【００２０】
また、密閉型電池２０に含まれるねじ部材６は、前記外部に面する第１面３７および前記内部に面する第２面３８を有するフランジ部３３をさらに有する。
また、密閉型電池２０は、接合部３２と接合した外部接続部８を電池内部側から覆う樹脂部材１５をさらに有する。
また、密閉型電池２０は、外部接続部８に電気的に接続する外部配線でありかつ開口４６を有する外部接続金属板４５をさらに有する。
以下、本実施形態の密閉型電池についてその構成要素と共に説明する。
【００２１】
１．密閉型電池
密閉型電池２０は、密閉された構造を有する電池であり、例えば、リチウムイオン二次電池、ニッケル・水素二次電池、ニッケル・カドミウム二次電池等である。
【００２２】
２．発電要素
発電要素１２はセパレータ２４を介して配置された正極２１および負極２２を備える。  発電要素１２はセパレータ２４を介して交互に配置された正極２１および負極２２を備えてもよい。発電要素１２は、図２のようにスタック構造を有してもよく、また、捲回構造であってもよい。また、正極２１は、正極集電体２７上に正極活物質層２５が形成された構造を有してもよい。また、負極２２は、負極集電体２８上に負極活物質層２６が形成された構造を有してもよい。
発電要素１２は、ケース内部に充填された電解液と共に電池反応をする。この電池反応により本実施形態の密閉型電池は、放電、充電をすることができる。
【００２３】
正極２１および負極２２は複数であってもよい。この場合、図２のようにセパレータ２４を介して複数の正極２１および複数の負極２２が交互に配置されてもよい。また、この場合、複数の正極２１の正極集電体２７は正極活物質層２５が形成されていない端部において束ねられ正極接続端子３に接合することができる。また、複数の負極２２の負極集電体２８は負極活物質層２６が形成されていない端部において束ねられ負極接続端子４に接合することができる。
【００２４】
正極集電体２７は、電気伝導性を有し、表面上に正極活物質層２５を備えることができれば、特に限定されないが、例えば、金属箔である。好ましくはアルミニウム箔である。また、正極集電体２７はシート形状であってもよく、正極活物質層２５は正極集電体２７の両面の上に形成されていてもよい。
正極活物質層２５は、正極活物質に導電剤、結着剤などを添加し、塗布法により正極集電体２７の上に形成することができる。正極活物質は、例えば、リチウム二次電池の場合、ＬｉＣｏＯ2、ＬｉＮｉＯ2、ＬｉＭｎ2Ｏ4またはＬｉＦｅＰＯ4である。
【００２５】
負極集電体２８は、電気伝導性を有し、表面上に負極活物質層２６を備えることができれば、特に限定されないが、例えば、金属箔である。好ましくは銅箔である。また、負極集電体２８はシート形状であってもよく、負極活物質層２６は負極集電体２８の両面の上に形成されていてもよい。
負極活物質層２６は、負極活物質に導電剤、結着剤などを添加し、塗布法により負極集電体２８の上に形成することができる。負極活物質は、例えば、リチウム二次電池の場合、グラファイトである。
また、セパレータ２４の材料は、例えば、ポリオレフィンの微多孔性フィルムである。
また、電解液は、例えば密閉型電池２０がリチウムイオン二次電池の場合、電解質としてのＬｉＣＦ3ＳＯ3、ＬｉＡｓＦ6、ＬｉＣｌＯ4、ＬｉＢＦ4、ＬｉＰＦ6などのリチウム塩溶質を有機溶媒に溶解した溶液を用いることができる。
【００２６】
３．ケース
ケース１は、内部に発電要素１２、正極接続端子３、負極接続端子４および電解液を有するケースであり、蓋部材２と接合すれば特に限定されない。
ケース１の材料は、内部に発電要素１２、正極接続端子３、負極接続端子４および電解液を収容しても大きく変形しない材料であれば特に限定されないが、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄、ステンレス、硬質プラスチックなどである。
【００２７】
４．蓋部材
蓋部材２は、ケース１と電解液が漏れないように接合し、正極接続端子３および負極接続端子４と絶縁部材１０を介して接合すれば特に限定されない。
蓋部材２とケース１とを接合する方法は、特に限定されないが、例えばレーザ溶接、抵抗溶接、超音波溶接、接着剤などによる接合である。
蓋部材２の材料は、蓋部材２とケース１とを接合しても大きく変形しない材料であれば特に限定されないが、例えば、ステンレス、鉄、硬質プラスチックなどである。
【００２８】
５．正極接続端子および負極接続端子
正極接続端子３は電池内部で正極２１と接続し、蓋部材２を貫通し絶縁部材１０を介して蓋部材２と接合する。また、負極接続端子４は電池内部で負極２２と接続し、蓋部材２を貫通し絶縁部材１０を介して蓋部材２と接合する。
この構成により、正極接続端子３および負極接続端子４は、それぞれ発電要素１２と接続する部分と、外部配線と接続する部分を一つの部材で有することができ、接触抵抗などの電池内部の電気抵抗を小さくすることができる。また、発電要素１２から外部配線までの経路を短くすることができるため、電池内部の電気抵抗を小さくすることができる。さらに、電池の接続端子部分の部品数を少なくすることができ、製造コストを低減することができる。
【００２９】
また、正極接続端子３および負極接続端子４は、蓋部材２と接合したケース１の外部と内部とを仕切りかつ前記外部に面した外側面１７と前記内部に面した内側面１８を有する板状の外部接続部８をそれぞれ有する。なお、外部接続部８とは、正極接続端子３または負極接続端子４が外部配線と接触または接続する部分である。
この構成により、正極接続端子３および負極接続端子４を金属板を加工したものとすることができ、接続端子の製造コストを低減することができる。また、電池を軽量化することもできる。さらに、電池内部と電池外部を仕切る蓋部材２と正極接続端子３の外部接続部８または負極接続端子４の外部接続部８との重複部分をなくすことができ、製造コストの低減、電池の軽量化を図ることができる。
【００３０】
また、外部接続部８は、接合部３２が外部接続部８に介入することによりねじ部材６と接合する。
この構成により、外部接続部８と外部接続金属板４５とをねじ部材６のボルト部３１とナットにより密着、固定することができる。
また、外部接続部８がねじ部材６の形状に合わせて塑性変形している。このことにより、外部接続部８とねじ部材６の接触面積が大きくすることができる。このことにより、ねじ部材６のボルト部３１とナットを締め合わせるときにねじ部材６が共回りすることを防止することができる。
また、外部接続部８は、ねじ部材６と接合する部分において貫通孔を有していない。このことにより、電池内部の高い気密性を確保することができる。
【００３１】
また、正極接続端子３および負極接続端子４は、それぞれ正極２１と接続する正極接続部１３および負極２２と接続する負極接続部１４を有する。
正極接続部１３および負極接続部１４の形状は特に限定されないが、例えば、短冊状の金属板の短辺をコの字型に曲げた形状とすることができる。このことにより、コの字型の金属板の対向する部分の両側に正極２１または負極２２を接続することができる。また、この場合、正極接続部１３または負極接続部１４の長辺の長さは、例えば、５〜１０ｃｍとすることができる。
【００３２】
正極接続端子３または負極接続端子４の材料は、電気伝導性を有し、発電要素１２および外部接続金属板４５と接続しても大きく変形しない強度を有すれば特に限定されないが、例えば、正極接続端子３または負極接続端子４は金属板を加工したものであり、好ましくは、正極接続端子３がアルミニウム板を加工したものであり、負極接続端子４が銅板を加工したものである。また、正極接続端子３または負極接続端子４は一枚の金属板についてプレス加工などを行い、複数の金属板を接合することなく形成することもできる。
【００３３】
また、外部接続部８は、外側面１７を有するため、外側面１７で外部接続金属板４５と接触させることができる。その結果、発電要素１２と外部配線とを正極接続端子３、負極接続端子４を介して電気的に接続することができる。このことにより発電要素１２が放電および充電をすることができる。
【００３４】
また、外部接続部８は、一方が膨らんだ円形、例えば、運動場のトラックのような形状、涙形の先端部を丸くしたような形状とすることができる。また、この場合、ねじ部材６は、外部接続部８の円形部の円中心部と接合することができる。また、この場合、外部接続金属板４５は、外部接続部８の円形部と実質的に同じ曲率半径を有する部分を有することができ、その部分の円中心部に開口４６を有することができる。このような構成とすることにより、外部接続部８と外部接続金属板４５との接触面積を十分に確保することができる。また、外部接続金属板４５とケース１や蓋部材２との間でリーク電流が流れる確率を小さくすることができる。また、外部接続部８と外部接続金属板４５をより密接に接触させることができる。さらに、外部接続部８と外部接続金属板４５をボルト部３１とそれに対応するナットで固定する場合、ナットの回転と共に外部接続部８が回転することを防止することができる。このことにより、絶縁部材１０の破断、絶縁部材１０と蓋部材２の接合部分の剥離、絶縁部材１０と正極接続端子３または負極接続端子４との剥離を防止することができ、電解液の漏れが生じることを防止することができる。
【００３５】
また、外部接続部８の外側面１７は、外側面１７に蓋部材２、ケース１より十分に広い板部材を接触させたとき、板部材が蓋部材２、ケース１に接触しない高さに設けられてもよい。この構成により、外部接続金属板４５と蓋部材２またはケース１との間でリーク電流が生じるのを防止することができる。
【００３６】
６．絶縁部材
絶縁部材１０は、蓋部材２と、蓋部材２を貫通した正極接続端子３または負極接続端子４とを接合する。この構成により、蓋部材２と正極接続端子３または負極接続端子４とを絶縁することができ、リーク電流が流れることを防止することができる。また、正極接続端子３または負極接続端子４と蓋部材２との間を塞ぐことができ、電解液の漏れを防止することができる。
絶縁部材１０は、正極接続端子３または負極接続端子４と蓋部材２とを電解液が漏れないように接合し両者を電気的に絶縁することができ、電解液に対して耐性を有し、正極接続端子３または負極接続端子４と蓋部材２とを十分に強く接合させることができるものであれば特に限定されない。例えば、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）樹脂、アラミド樹脂である。
【００３７】
絶縁部材１０の形成方法は特に限定されないが、例えば、射出成形により形成することができる。また、絶縁部材１０の形成前に正極接続端子３、負極接続端子４、および蓋部材２の絶縁部材１０と接触する部分を、表面処理、たとえば塩基性水溶液での処理することもできる。このことにより、絶縁部材１０との接合をより強くすることができ、電池の密閉性を向上させることができる。また、ねじ部材６のボルト部３１とナットを締め合わせたときに絶縁部材１０に力がかかり絶縁部材１０と蓋部材２、正極接続端子３または負極接続端子４との界面で剥がれが生じ密閉性が失われることを防止することができる。
【００３８】
７．ねじ部材
ねじ部材６は、外部接続部８と接合する。また、ねじ部材６は、ボルト部３１および外部接続部８と接合する接合部３２を有する。また、接合部３２は、電池内部に向かって拡開する円筒状の形状を有し、かつ、外部接続部８に介入している。また、外部接続部８は、接合部３２の先端、内周面、外周面と密着する。例えば、図１（ｃ）に示すように接合部３２は電池内部に向かって拡開する形状を有することができ、図１（ｄ）に示すように接合部３２は円筒状の形状を有することができる。なお、ボルト部３１とは、雄ネジ構造を有する部分であり、接合部３２とは、外部接続部８と接合する部分である。
この構成を有することにより、外部接続部８に貫通孔を形成することなく、外部接続部８にボルト部３１を有するねじ部材６を固定することができる。従って、電池内部の高い気密性を確保することができる。また、外部接続金属板４５を外部接続部８に接触させ、このねじ部材６のボルト部３１とナットで締め合わせることにより、外部接続金属板４５と外部接続部８とを密着、固定することができる。
【００３９】
また、ねじ部材６は、電池外部側の第１面３７および電池内部側の第２面３８を有するフランジ部３３を有してもよい。この構成を有することにより、ねじ部材６が有する接合部３２と外部接続部８とを接合部３２を外部接続部８に介入させるにより接合させるときに、フランジ部３３の第１面３７に力を加えることができる。このことにより、接合部３２と外部接続部８とを接合しやすくすることができ、また、ボルト部３１の塑性変形を防止することができる。
【００４０】
ボルト部３１は、雄ネジ構造を有しかつ第１面３７の上に設けられてもよく、接合部３２は、第２面３８上に設けられてもよい。
ねじ部材６は、外部接続部８と接合する前において例えば、図３（ａ）の概略斜視図、図３（ｂ）の概略側面図に示したようなフランジ部３３の第１面３７の上にボルト部３１が形成され第２面３８の上に円筒形状の接合部３２が形成された形状を有しており、図３（ｃ）のような断面を有してもよい。また、ねじ部材６は、フランジ部３３を有さない図３（ｅ）のような断面を有してもよい。
このような構成を有することにより、ボルト部３１は、電池外部のナットと締め合うことができる。また、接合部３２は、外部接続部８に介入させることができねじ部材６と外部接続部８とを接合することができる。また、接合部３２と外部接続部８との接合の際に接合部３２と外部接続部８とを塑性変形させることができ、接合部３２と外部接続部８とを強固に接合させることができる。
【００４１】
図５（ａ）（ｂ）（ｃ）は、外部接続部８と接合する前の円筒形状を有する接合部３２、ボルト部３１およびフランジ部３３を有するねじ部材６と外部接続部８とを接合部３２を外部接続部８に介入させることにより接合させる工程を示した説明図である。まず、例えば、図５（ａ）のようにねじ部材６の接合部３２が外部接続部８の外側面１７に接触するようにねじ部材６を設置し、ねじ部材６を設置した外部接続部８の下に金型４０を配置する。次に図５（ｂ）のようにフランジ部３３に押圧用部材４１を押し付けて接合部３２により外部接続部８を押圧し、接合部３２を外部接続部８に介入させる。さらに図５（ｃ）のように押圧用部材４１によりフランジ部３３をさらに押圧し、フランジ部３３の第１面３７が外部接続部８の外側面１７と同一面上または外側面１７より電池内部側にくるまで押圧する。このことにより、接合部３２およびねじ部材６に押圧された外部接続部８は、塑性変形する。また、ねじ部材６に押圧された外部接続部８は、金型４０に接触し、所定の形に塑性変形する。また、これに伴い、接合部３２も金型４０の形状に対応した形に塑性変形する。このことにより、接合部３２は、電池内部に向かって拡開する円筒状の形状を有し、かつ、外部接続部８に介入し、外部接続部８は、接合部３２の先端、内周面および外周面と密着する形状とすることができる。また、外部接続部８をフランジ部３３の外周面と接触するように塑性変形した形状とすることができる。
【００４２】
このことにより、外部接続部８に貫通孔を形成することなく、ねじ部材６と外部接続部８とを接合できる。よって、外部接続部８に貫通孔を形成する工程を省略することができ、製造コストを低減することができる。また、外部接続部８とねじ部材６とが接合した部分において外部接続部８には貫通孔が形成されていないため、電池内部の高い気密性を確保することができる。
【００４３】
また、図５では、フランジ部３３を有するねじ部材６について説明したが、フランジ部３３を有さないねじ部材６についても同様に外部接続部８と接合させることができる。ただし、この場合、接合部３２を外部接続部８に介入させるために、ボルト部３１の頭に力を加える必要がある場合があるため、この場合ボルト部３１の形状がくずれない力で接合部３２に外部接続部８に介入させる必要がある。例えば、接合部３２をより塑性変形しやすくすることなどでボルト部３１の塑性変形を防止することができる。
【００４４】
外部接続部８と接合する前の接合部３２の形状は、円筒形とすることができる。円筒形とすることにより、接合部３２を外部接続部８に介入しやすくすることができる。また、塑性変形後の接合部３２を電池内部に向かって拡開する円筒状の形状とすることができる。
また、外部接続部８と接合後の接合部３２の形状は、例えば、ラッパの口状に拡開した形状を有してもよい。
【００４５】
ねじ部材６の材料は、ボルト部３１および接合部３２を有することができれば特に限定されないが、例えば、金属であり、さらにはスチールである。また、ねじ部材６に金属製のものを用いることにより、ボルト部３１、ボルト部３１に対応するナット、正極接続端子３または負極接続端子４、外部接続金属板４５をすべて金属性のものとすることができる。このことにより、電池の温度が上昇した場合でも、ボルトとナットが緩むのを防止することができ、正極接続端子３または負極接続端子４と外部接続金属板４５と間の接触抵抗が大きくなることを防止することができる。
【００４６】
ねじ部材６は、凹凸を有する外周面を有するフランジ部３３を有してよく、外部接続部８は、フランジ部３３の外周面と接触するように塑性変形した形状を有してもよい。また、凹凸は複数であってもよい。
例えば、図３（ａ）、（ｄ）のようにフランジ部２２の外周面に凹凸を有してもよい。
この構成により、外部接続部８は、この凹凸に沿って塑性変形するため、ねじ部材６と外部接続部８の接触界面を凸凹にすることができる。つまり、ねじ部材６と外部接続部８はこの部分において咬着することができる。このことにより、ボルト部３１がその対応するナットと締め合うときにねじ部材６が回転することを防止することができる。また、このボルトおよびナットに十分な締め付けトルクを与えることができ、外部接続部８と外部接続金属板４５とを十分に密着させることができる。
【００４７】
フランジ部３３の第１面３７は、外部接続部８の外側面１７と同一面上または外部接続部８の外側面１７よりも電池内部側にあってもよい。つまりフランジ部３３を外部接続部８に埋設してもよい。
この構成により、外部接続部８の外側面１７にボルト部３１以外の凸部をなくすことができる。このことにより、外部接続金属板４５が有する開口４６にボルト部３１を通し、外部接続金属板４５と外部接続部８をボルト部３１とそれに対応するナットとで固定するときに、外部接続金属板４５と外部接続部８との接触面積を広くすることができ、また、この固定に必要とする部品数を低減することができる。
【００４８】
８．樹脂部材
樹脂部材１５は、ねじ部材６との接合により塑性変形した外部接続部８を電池内部側から覆うように設けられてもよい。
この構成により、電池の高い気密性を確保することができ、また、外部接続部８の塑性変形した部分の強度を補強することができる。
樹脂部材１５は、外部接続部８の塑性変形した部分の強度を補強でき、電解液に対して耐性を有すれば特に限定されない。例えば、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）樹脂、アラミド樹脂である。
樹脂部材１５の形成方法は特に限定されないが、例えば、アンカー効果を用いて固定してもよく、射出成形により形成してもよい。また、樹脂部材１５の形成前に外部接続部８の樹脂部材１５と接触する部分を、表面処理、例えば塩基性水溶液による処理をすることもできる。このことにより、樹脂部材１５との接合をより強くすることができる。
【００４９】
９．外部接続金属板
外部接続金属板４５は、外部接続部８に電気的に接続する外部配線でありかつ開口４６を有する。また、外部接続金属板４５は、開口４６にボルト部３１を通しボルト部３１とそれに対応するナットとを締め合わせるにより外部接続部８と接触するように固定される。
例えば、外部接続金属板４５は、図４（ａ）のような運動場のトラック状の形状で円弧状の部分の円中心部に開口４６を有する形状を有することができる。また、例えば、図４（ｂ）のように、開口４６をねじ部材６のボルト部３１に通し、ナット４８とボルト部３１を締め合わせることにより、外部接続部８と外部接続金属板４５を圧着させることができる。
この構成により、正極接続端子３または負極接続端子４と外部配線を容易かつ密接に接触させることができる。また、ボルトおよびナットで接触させることができるため、簡単に取り外しもできる。また、正極接続端子３、負極接続端子４および外部接続金属板４５に異なる種類の金属を用いた場合でも確実に接触させることができる。たとえば、溶接で異なる種類の金属からなる正極接続端子３または負極接続端子４と外部配線を接合した場合、その金属の種類により溶接しにくい、溶接できない、溶接面が剥がれてしまうなどの問題が生じる場合がある。また、一般的に電池の接続端子に用いられる銅やアルミニウムに対する溶接は困難で信頼性が低い。ボルトおよびナットで接触させることによりこのような問題を回避することができる。
【００５０】
外部接続金属板４５の材料は、特に限定されないが例えば、アルミニウム、銅、スチールなどである。
【００５１】
また、外部接続金属板４５は、無光沢ニッケルメッキ層を表面に有してもよい。
このことにより、外部接続金属板４５と外部接続部８との接触抵抗が大きくなることを防止することができる。
一般的に電池では、接続端子にアルミニウムや銅など様々な金属が用いられる。このため、外部配線と接続する部分で異なる種類の金属の界面が存在することが多い。この異なる種類の金属の界面では、その２つの金属の特性によりその接触抵抗が大きくなる場合がある。この外部配線と接続端子との界面で生じる接触抵抗を低減させる対策として、外部配線に対して金メッキ、銀メッキまたはニッケルメッキを行うことが一般的である。しかし、金メッキは高価であるため製造コストの増加につながる。銀メッキは高価であり酸化劣化が大きいため、製造コストの増加につながりまた安定性が低い。ニッケルメッキは、安価で安定性が高いという特性を有する。さらに無光沢ニッケルメッキは、光沢ニッケルメッキと比べより小さい接触抵抗とすることができる。
そこで外部接続金属板４５に無光沢ニッケルメッキ層を形成することにより、接続端子に銅やアルミニウムを用いたとき、その接触抵抗の増加を抑えることができた。
【符号の説明】
【００５２】
１： ケース    ２：蓋部材    ３：正極接続端子    ４：負極接続端子    ６：ねじ部材    ８：外部接続部    １０：絶縁部材    １２：発電要素    １３：正極接続部    １４：負極接続部    １５：樹脂部材    １７：外側面    １８：内側面    ２０：密閉型電池    ２１：正極    ２２：負極    ２４：セパレータ    ２５：正極活物質層    ２６：負極活物質層    ２７：正極集電体    ２８：負極集電体    ３１：ボルト部    ３２：接合部    ３３：フランジ部    ３７：第１面    ３８：第２面    ４０：金型    ４１：押圧用部材    ４５：外部接続金属板    ４６：開口    ４８：ナット
【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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