(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状の絶縁基体の内周面と一方の端面との間に面取り部が形成されているとともに前記一方の端面からこれに連なる前記面取り部にかけてメタライズ層が被着されており、前記絶縁基体の内側に挿通された端子柱が、前記メタライズ層の前記一方の端面部分から前記面取り部分にかけて設けられたろう材を介して前記絶縁基体に接合されていることを特徴とする蓄電池用端子。
【請求項２】
前記絶縁基体の外周面と他方の端面との間に他方の面取り部が形成されているとともに、前記他方の端面からこれに連なる前記他方の面取り部にかけて他方のメタライズ層が被着されており、該他方のメタライズ層にろう材を介してフランジが接合されていることを特徴とする請求項１記載の蓄電池用端子。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載の蓄電池用端子と、該蓄電池用端子の前記端子柱に接続された極板とを備えていることを特徴とする蓄電池。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はリチウムイオン電池等の蓄電池に用いられる蓄電池用端子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、蓄電池用端子は、図２に断面図で示すように、アルミナセラミックスから成る略円筒状の絶縁基体11の内側にアルミニウムから成る略円柱状の端子柱12が、その両端が絶縁基体11から突出するようにして挿通固定されるとともに、絶縁基体11の外周部にアルミニウムから成る円環状のフランジ13が固定されていた。
【０００３】
このような蓄電池用端子は、端子柱12の下端部に蓄電池の一方の極板群Ｅを接続するとともにフランジ13を蓄電池の容器蓋Ｌに溶接によって接合することにより蓄電池の一方の端子として機能する。
【０００４】
なお、絶縁基体11への端子柱12およびフランジ13の固定は、絶縁基体11の内周面全面および外周面の一部にそれぞれ例えばモリブデン−マンガンから成るメタライズ層14・15を被着させるとともに、このメタライズ層14と端子柱12とを、およびメタライズ層15とフランジ13とをそれぞれアルミニウムろう材16・17を介してろう付けすることによって行なわれる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この従来の蓄電池用端子によると、絶縁基体11を構成するアルミナセラミックスの熱膨張係数が約７×10-6／℃程度（20〜600 ℃）であるのに対して端子柱12やフランジ13を構成するアルミニウムの熱膨張係数が約28×10-6／℃程度（20〜600 ℃）であり、両者の熱膨張係数が大きく相違することから、これらの絶縁基体11と端子柱12およびフランジ13とをアルミニウムろう材16・17を介して接合する際に、これらの部材間に熱膨張係数の相違に起因する熱応力が発生してそれが各部材の接合部近傍に内在してしまっていた。このような応力は、接合部の長さが長い絶縁基体11と端子柱12との間では特に大きなものとなり、これが絶縁基体11の両端部の内周側の角部に大きく作用して絶縁基体11にクラックを発生させてしまうことがあるという問題点を有していた。
【０００６】
そこで、上記問題点を解消するために、絶縁基体の一方の端面から内周面にかけて奥行きが200 μｍ〜５ｍｍ程度のメタライズ層を設けるとともにこのメタライズ層に端子柱をろう付けするようになした端子が提案されている。この端子によれば、絶縁基体と端子柱との接合部の長さを短いものとすることができ、絶縁基体と端子柱との間に発生する熱応力を小さいものとすることができるというものである。また、絶縁基体と端子柱との接合が絶縁基体の端面とこれに直交する内周面との２方向で行なわれることとなるため、両者間の接合強度を大きなものとなすことが可能であるというものである。
【０００７】
しかしながら、この端子において絶縁基体の一方の端面から内周面にかけて被着されたメタライズ層は、通常はモリブデン−マンガンの金属ペーストをスクリーン印刷法により絶縁基体の一方の端面に印刷塗布すると同時にこのペーストの一部を絶縁基体の内周面に垂れ込ませ、これを焼成することによって被着形成されており、絶縁基体の内周面に垂れ込ませた金属ペーストは自重により内周面に沿って流れ落ちるために所定の位置で止まりにくく、その結果、絶縁基体の内周面に被着されたメタライズ層の厚みや奥行きに大きなばらつきが発生しやすいという問題点があった。
【０００８】
このように、絶縁基体の内周面に被着されたメタライズ層の厚みや奥行きに大きなばらつきがあると、接合場所によって端子柱をメタライズ層に接合するろう材に過不足が発生しやすく、両者を強固に接合することができなくなる場合があるという問題点を有していた。
【０００９】
本発明はかかる上述の問題点に鑑み案出されたものであり、その目的は、絶縁基体と端子柱とを接合するろう材に接合場所によって過不足を発生させることなく、絶縁基体と端子柱とを常に強固に接合させることが可能な蓄電池用端子を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の蓄電池用端子は、筒状の絶縁基体の内周面と一方の端面との間に面取り部が形成されているとともに前記一方の端面からこれに連なる前記面取り部にかけてメタライズ層が被着されており、前記絶縁基体の内側に挿通された端子柱が、前記メタライズ層の前記一方の端面部分から前記面取り部分にかけて設けられたろう材を介して前記絶縁基体に接合されていることを特徴とするものである。
【００１１】
本発明の蓄電池用端子によれば、端子柱は絶縁基体の一方の端面からこれに連なる面取り部にかけて被着させたメタライズ層にろう付けされていることから、絶縁基体と端子柱との接合長さが短いものとなり、両者の間に発生する熱応力を小さなものとすることができる。また、絶縁基体の内周面と端面との間に面取り部を形成したことから、絶縁基体の一方の端面にメタライズ層となる金属ペーストを印刷塗布する際にこの金属ペーストの一部を面取り部に垂れ込ませると、その流れ込みは面取り部と内周面との角部において表面張力により止まるため、絶縁基体の面取り部に被着されたメタライズ層の厚みや奥行きに大きなばらつきが発生するようなことはない。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の蓄電池用端子を添付の図面を基に詳細に説明する。
【００１３】
図１は本発明の蓄電池用端子の実施の形態の一例を示す断面図であり、図１において１は絶縁基体、２は端子柱、３はフランジである。
【００１４】
絶縁基体１は、アルミナセラミックス等から成る略円筒体であり、端子柱２とフランジ３とを電気的絶縁をもって保持する。そして、その内側には端子柱２が挿通固定されているとともに、その外周面にはフランジ３が固定されている。
【００１５】
絶縁基体１は、例えば酸化アルミニウム・酸化珪素・酸化カルシウム・酸化マグネシウム等の原料粉末に適当な有機バインダを添加して調整した原料粉末を所定形状のプレス型内に充填するとともにこれを所定圧力でプレスして成形し、しかる後、得られた成形体を大気中において約1600℃の温度で焼成することによって製作される。
【００１６】
また、絶縁基体１には、その内周面と端面との間に面取り部Ｃが形成されている。そして、一方の端面からこれに連なる面取り部Ｃにかけて延出するように環状のメタライズ層４が被着形成されている。
【００１７】
メタライズ層４は、モリブデン−マンガン（Ｍｏ−Ｍｎ）メタライズ等から成り、絶縁基体１の内側に挿通された端子柱２を絶縁基体１に固定するための下地金属として機能する。そして、このメタライズ層４に端子柱２がろう材６を介して接合されている。
【００１８】
メタライズ層４は、例えばモリブデン粉末およびマンガン粉末ならびに酸化物粉末に適当な有機バインダおよび溶剤を添加混合して得た金属ペーストを絶縁基体１の一方の端面にスクリーン印刷法により印刷すると同時にその一部を面取り部Ｃに垂れ込ませ、これを還元雰囲気中において約1400℃の温度で焼き付けることによって、絶縁基体１の一方の端面からこれに連なる面取り部Ｃにかけて被着形成される。
【００１９】
このとき、面取り部Ｃに垂れ込んだ金属ペーストは、面取り部Ｃと内周面との間の角部において表面張力によってその垂れ込みが止まるため、その厚みおよび奥行きが一定のものとなる。
【００２０】
したがって、面取り部Ｃに被着されたメタライズ層４の厚みや奥行きに大きなばらつきが発生することがなく、後述するようにメタライズ層４と端子柱２とを接合場所によってろう材６に過不足を発生させることなく常に強固に接合することができる。
【００２１】
また、絶縁基体１の外周面の一部には、その全周にわたりメタライズ層５が被着形成されている。メタライズ層５は、メタライズ層４と同様にＭｏ−Ｍｎメタライズ等から成り、絶縁基体１にフランジ３を固定するための下地金属として機能する。そして、メタライズ層５にはフランジ３がろう材７を介して接合されている。
【００２２】
メタライズ層５は、メタライズ層４と同様に、例えばモリブデン粉末およびマンガン粉末ならびに酸化物粉末に適当な有機バインダおよび溶剤を添加混合して得た金属ペーストを絶縁基体１の外周面にスクリーン印刷法により印刷塗布し、これを還元雰囲気中において約1400℃の温度で焼き付けることによって絶縁基体１の外周面に被着形成される。
【００２３】
なお、メタライズ層４・５の表面には、メタライズ層４・５の酸化腐食を防止するとともにろう材６・７との濡れ性を向上させる目的で、ニッケル等の耐食性に優れ、かつろう材６との濡れ性に優れる金属を１〜10μｍ程度の厚みに被着させておくことが好ましい。
【００２４】
絶縁基体１の内側に挿通固定された端子柱２はアルミニウム等から成る略円柱体であり、その両端部を絶縁基体１から突出させた状態で、絶縁基体１の一方の端面から面取り部Ｃにかけて被着させたメタライズ層４にアルミニウムろう等のろう材６を介して接合されている。そして、その下端側に蓄電池の極板群Ｅを接続することにより、極板群Ｅを外部に接続するための端子部として機能する。
【００２５】
このように、本発明の蓄電池用端子は、内周面と端面との間に面取り部Ｃが形成されているとともに一方の端面からこれに連なる面取り部Ｃまで延出するメタライズ層４が被着されて成る筒状の絶縁基体１と、この絶縁基体１の内側に挿通され、メタライズ層４にろう付けされた端子柱２とを具備するものである。
【００２６】
端子柱２をアルミニウムろう等のろう材６を介してメタライズ４に接合するには、端子柱２をその両端部が突出するようにして絶縁基体１の内側に挿通するとともに、メタライズ層４上であって端子柱２の近傍に例えばワイヤ状のアルミニウムろう材を端子柱２を取り囲むように配置し、これを真空雰囲気中において約600 ℃の温度で加熱してアルミニウムろう材を溶融させることにより端子柱２とメタライズ層４とをろう材６でろう付けする方法が採用され得る。
【００２７】
このとき、上述したように、面取り部Ｃに被着されたメタライズ層４の厚みや奥行きに大きなばらつきがないことから、接合場所によってメタライズ層４と端子柱２とを接合するろう材６に過不足が発生することはなく、メタライズ層４と端子柱２とが常に強固に接合されることとなる。
【００２８】
また、端子柱２は絶縁基体１の一方の端面とこれに連なる面取り部Ｃにかけて被着されたメタライズ層４にろう材６を介して接合されており、絶縁基体１に対する接合部の長さが短いことから両者間に発生する応力が小さいものとなり、さらにこの応力が面取り部Ｃにより良好に分散されてしまうことから、ろう付け時の熱応力により絶縁基体１にクラックが発生することが有効に防止される。
【００２９】
さらに、端子柱２と絶縁基体１との接合が絶縁基体１の端面と面取り部Ｃとの２つの方向で行なわれることから、端子柱２と絶縁基体１とを強固に接合させることができる。
【００３０】
なお、絶縁基体１の内周面と端面との間に形成された面取り部Ｃは、端面からの奥行きｄが0.2 ｍｍ未満であると、絶縁基体１と端子柱２との接合強度が弱いものとなる傾向にある。他方、５ｍｍを超えると、絶縁基体１のメタライズ層４に端子柱２をろう付けする際に両者の熱膨張係数の相違に起因して大きな熱応力が発生し、これが絶縁基体１に作用してクラックを発生させ易いものとなる傾向にある。したがって、絶縁基体１の内周面と端面との間に形成された面取り部Ｃは、端面からの奥行きｄが0.2 〜５ｍｍの範囲であることが好ましい。また、絶縁基体１の端面に対する面取り部Ｃの角度は約30゜〜60゜程度の範囲が好ましく、中でも約45゜程度が最も好ましい。
【００３１】
絶縁基体１の外周面に固定されたフランジ３は、アルミニウム等から成る円環体であり、メタライズ層５にアルミニウムろう等のろう材７を介して接合されている。そして、このフランジ３を蓄電池の容器蓋Ｌに溶接することによって本発明の蓄電池用端子が蓄電池の容器に固定される。
【００３２】
フランジ３をアルミニウムろう等のろう材７を介してメタライズ層５に接合するには、絶縁基体１をフランジ３の内側に挿通するとともに、メタライズ層５上であってフランジ３の近傍に例えばワイヤ状のアルミニウムろう材を略全周にわたり配置し、これを真空雰囲気中において約600 ℃の温度で加熱してアルミニウムろう材を溶融させることによりフランジ３をメタライズ層５にろう付けする方法が採用され得る。
【００３３】
なお、メタライズ層５は絶縁基体１の外周面の一部にのみ形成されており、メタライズ層５とフランジ３との接合部の長さが短いことから両者のろう付けの際に発生する熱応力が小さいこと、およびフランジ３はろう付けにより絶縁基体１に対して主に圧縮応力を印加すること等から、圧縮応力に対しては堅牢な性質を有するアルミナセラミックスから成る絶縁基体１にクラックが発生することはない。
【００３４】
かくして、本発明の蓄電池用端子によれば、絶縁基体１と端子柱２とを接合するろう材６に接合場所によって過不足を発生させることなく、絶縁基体１と端子柱２とを常に強固に接合させることが可能な蓄電池用端子を提供することができる。
【００３５】
なお、本発明は上述の実施の形態の一例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であれば種々の変更は可能である。例えば、上述の実施の形態の一例では端子柱２は中実構造のものであったが、端子柱２は有底の中空構造のものであってもよい。
【００３６】
【発明の効果】
本発明の蓄電池用端子によれば、端子柱は、筒状の絶縁基体の一方の端面からこれに連なる内周面側の面取り部にかけて被着させたメタライズ層にろう付けされていることから、絶縁基体と端子柱との接合長さが短いものとなる等により、ろう付け時に両者の間に発生する熱応力が小さなものとなるため、この応力による絶縁基体のクラックの発生を有効に防止することができる。また、絶縁基体の内周面と端面との間に面取り部を形成したことから、絶縁基体の一方の端面にメタライズ層となる金属ペーストを印刷塗布する際にこの面取り部に垂れ込んだ金属ペーストの流れは面取り部と内周面との角部において表面張力により止まるため、絶縁基体の面取り部に被着されたメタライズ層の厚みや奥行きに大きなばらつきが発生するようなことはない。したがって、絶縁基体と端子柱とが、両者を接合するろう材に接合場所によって過不足を発生させることなく、常に強固に接合された蓄電池用端子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の蓄電池用端子の実施の形態の一例を示す断面図である。
【図２】従来の蓄電池用端子を示す断面図である。
【符号の説明】
１・・・・・・絶縁基体
２・・・・・・端子柱
３・・・・・・フランジ
４，５・・・・メタライズ層
６，７・・・・ろう材
【図１】
0003659470.tif 000002
【図２】
0003659470.tif 000003