(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池の外装容器の蓋体に穿設された孔部に収納される合成樹脂製の筒体と、該筒体に収納係合する電極ピンと前記外装容器内に収納された電極体とを接続するリードを収納する収納域を有するスペーサとを一体としスペーサに筒体が突設する形状よりなる絶縁スペーサ部材を、前記電極体と前記蓋体の内面との間に介在したことを特徴とする非水系電池。
【請求項２】
電極ピンと絶縁スペーサ部材とを一体成形したことを特徴とする請求項１記載の非水系電池。
【請求項３】
絶縁スペーサ部材が、４フッ化エチレン−パーフロロアルキル・ビニルエーテル共重合樹脂（ＰＦＡ），４フッ化エチレン−エチレン共重合樹脂（ＥＴＦＥ），４フッ化エチレン−６フッ化プロピレン共重合樹脂（ＦＥＰ），４フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ），３フッ化エチレン樹脂（ＰＣＴＦＥ），フッ化ビニリデン樹脂（ＰＶＤＦ），フッ化ビニル樹脂（ＰＶＦ），フッ化エチレン−エチレン共重合樹脂（ＥＣＴＦＥ）等のフッ素樹脂の何れか若しくは超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷ−ＰＥ），ポリエチレン，ポリプロピレン等のオレフィン樹脂の何れかからなることを特徴とする請求項１記載の非水系電池。
【請求項４】
電池がリチウムイオン二次電池であることを特徴とする請求項１記載の非水系電池。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、電極体が電池の外装容器内で移動することを防止するためのスペーサを用いた非水系電池に係り、特に電極体と電極ピンとを接続するリードと外装容器との短絡を防ぎ信頼性を向上させ、また電極ピンをかしめる際に筒体を貫通孔に精度良く位置させ気密性への信頼性を向上させるとともに、電池の製造工程における部品点数と組立工数の低減さらに作業性の向上を図る非水系電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電池における外装容器内に収納されたロール状の電極体から外装容器を被蓋する蓋体に配設された電極ピンへ、可撓性を有する薄い短冊状のリードを接続した後、蓋体を閉蓋して電池を組立てている。このリードを折り畳状に収納する収納域を設けつつ電極体と蓋体間の絶縁性を確保するために、電極体と蓋体との間に絶縁性、耐薬品性を有するスペーサを介在させている。
【０００３】
また、蓋体を貫通して配設される電極ピンは、蓋体の貫通孔に収納された絶縁性を有する合成樹脂製の筒体と、蓋体の両面に配設された絶縁フィルムとを挿通してかしめられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述したスペーサと合成樹脂製の筒体及び絶縁フィルムは、電池の製造工程において自動的に組立てられているが、これらの機能は保持したまま品目を減らすことができれば、部品の製造コスト・管理コストの低減、電池の製造工程における作業性の向上及び組立工数の低減等の各種メリットが得られる。また、万が一スペーサが欠品した場合に、検査工程において直ちに絶縁不良としては発見されないという問題点を生じていた。また、電極ピンをかしめる際に、筒体を貫通孔に精度良く位置させることは困難であり、筒体の位置ずれにより電極ピンが好適にかしめられず、気密性に対する信頼性が薄らぐ恐れがあった。
【０００５】
そこで、本発明にあっては、電池組立時にスペーサ等の部品が欠品する恐れがなく、また電極ピンをかしめる際に筒体を貫通孔に精度良く位置させ気密性に対する信頼性を向上させるとともに、電池の製造工程における部品点数と組立工数の低減さらに作業性の向上を図る非水系電池を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成すべく、本発明の非水系電池は、電池の外装容器の蓋体に穿設された孔部に収納される合成樹脂製の筒体と、該筒体に収納係合する電極ピンと前記外装容器内に収納された電極体とを接続するリードを収納する収納域を有するスペーサとを一体としスペーサに筒体が突設する形状よりなる絶縁スペーサ部材を、前記電極体と前記蓋体の内面との間に介在したことを特徴とするものである。
【０００７】
また、電極ピンと絶縁スペーサ部材とを一体成形してもよい。
【０００８】
また、絶縁スペーサ部材が、４フッ化エチレン−パーフロロアルキル・ビニルエーテル共重合樹脂（ＰＦＡ），４フッ化エチレン−エチレン共重合樹脂（ＥＴＦＥ），４フッ化エチレン−６フッ化プロピレン共重合樹脂（ＦＥＰ），４フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ），３フッ化エチレン樹脂（ＰＣＴＦＥ），フッ化ビニリデン樹脂（ＰＶＤＦ），フッ化ビニル樹脂（ＰＶＦ），フッ化エチレン−エチレン共重合樹脂（ＥＣＴＦＥ）等のフッ素樹脂の何れか若しくは超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷ−ＰＥ），ポリエチレン，ポリプロピレン等のオレフィン樹脂の何れかから構成してもよい。
【０００９】
また、電池をリチウムイオン二次電池としてもよい。
【００１０】
【作用】
電池の外装容器の蓋体に穿設された孔部に収納される合成樹脂製の筒体と、該筒体に収納係合する電極ピンと前記外装容器内に収納された電極体とを接続するリードを収納する収納域を有するスペーサとを一体としスペーサに筒体が突設する形状よりなる絶縁スペーサ部材を、前記電極体と前記蓋体の内面との間に介在したことで、蓋体の孔部とリードの収納域との間に隙間がなくなり、電極ピンと電極体とを接続するリードが外装容器や蓋体と接触して短絡する恐れがなくなるとともに、万が一この絶縁スペーサ部材が組立て時に欠品した場合には、スペーサのみならず筒体も欠如することから、電極ピンが外装容器と短絡していることがチェック工程で確実に判明し得る。また、筒体はスペーサと一体であり電極ピンのかしめ作業時に移動することなく精度良く設定位置を保持されることから、合成樹脂製の筒体を貫通孔に精度良く位置させることが容易に行えるものである。さらに、筒体とスペーサとが一体的な絶縁スペーサ部材にあっては、この２部品が１つとなるだけでなく、外装容器内方の絶縁フィルムをも兼ねることから、部品点数及び組立工数の大幅な低減を図ることができ、作業性の向上に大いに寄与する。
【００１１】
また、電極ピンと絶縁スペーサ部材とを一体成形した場合には、外装容器に絶縁スペーサ部材を配設したのちこの絶縁スペーサ部材に電極ピンを係合させるという手間が省けるとともに、部品点数が削減され管理コストの低減を図ることができる。
【００１２】
また絶縁スペーサ部材を、４フッ化エチレン−パーフロロアルキル・ビニルエーテル共重合樹脂（ＰＦＡ），４フッ化エチレン−エチレン共重合樹脂（ＥＴＦＥ），４フッ化エチレン−６フッ化プロピレン共重合樹脂（ＦＥＰ），４フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ），３フッ化エチレン樹脂（ＰＣＴＦＥ），フッ化ビニリデン樹脂（ＰＶＤＦ），フッ化ビニル樹脂（ＰＶＦ），フッ化エチレン−エチレン共重合樹脂（ＥＣＴＦＥ）等のフッ素樹脂の何れか若しくは超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷ−ＰＥ），ポリエチレン，ポリプロピレン等のオレフィン樹脂の何れかから構成した場合には、これらは機械的強度に優れることから絶縁スペーサ部材を薄くすることができ、電池の高容量化に寄与する。
【００１３】
【実施例】
図１〜図２は本発明の非水系電池の第１の実施例を示し、図１は電極ピン部分の分解断面図、図２は電極ピン部分の断面図である。図中１は、電池の外装容器を閉蓋する蓋体１であり、この蓋体１には貫通孔１ａが穿設されている。２は、絶縁スペーサ部材であり、蓋体１の貫通孔１ａに収納される合成樹脂製の筒体３と、この筒体３に収納係合され下端に鍔縁４ａを設けた電極ピン４と外装容器内に収納された電極体とを接続するリード（図示せず）を収納し、筒体３と連通する収納域５ａを有するスペーサ５とを一体化することによって形成されるものである。したがって、この絶縁スペーサ部材２は、スペーサ５の上面に筒体３が突設する形状より成り、電極体の蓋体側部分と蓋体１の内面との間に介在されている。貫通孔１ａを挿通した筒体３の上には、絶縁フィルム６、ワッシャー体７及びリードタブ８を配設するとともに、電池内方側から電極ピン４が筒体３、絶縁フィルム６、ワッシャー体７及びリードタブ８を挿通し、電極ピン４をかしめている。
【００１４】
前記絶縁スペーサ部材２は、４フッ化エチレン−パーフロロアルキル・ビニルエーテル共重合樹脂（ＰＦＡ），４フッ化エチレン−エチレン共重合樹脂（ＥＴＦＥ），４フッ化エチレン−６フッ化プロピレン共重合樹脂（ＦＥＰ），４フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ），３フッ化エチレン樹脂（ＰＣＴＦＥ），フッ化ビニリデン樹脂（ＰＶＤＦ），フッ化ビニル樹脂（ＰＶＦ），フッ化エチレン−エチレン共重合樹脂（ＥＣＴＦＥ）等のフッ素樹脂の何れか若しくは超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷ−ＰＥ），ポリエチレン，ポリプロピレン等のオレフィン樹脂の何れかを用いて、射出成形等により一体的に成形されている。これらの合成樹脂材は、絶縁性、耐薬品性に優れ、また当然ながら機械的強度にも優れたものであることから、絶縁スペーサ部材２を薄く成形することが可能となる。
【００１５】
本発明の非水系電池における電極ピン４を正極とした場合、電極ピン４の材質としてはアルミニウム、アルミニウム合金、チタニウムが好適であり、特にアルミニウムやアルミニウム合金は加工性、溶接性に優れかつ廉価であることから最適である。そして、負極となる外装容器の材質をステンレス、ニッケルメッキ鋼板等とする。また、電極ピン４を負極とした場合、電極ピン４の材質としては加工性、溶接性に優れた銅、ニッケル、ニッケルメッキを施した鉄、銅、軟質のステンレスが好適であり、ステンレスのなかでも汎用品であるＳＵＳ３０４，ＳＵＳ４３０，ＳＵＳ３０５等が使用可能である。この際、正極となる外装容器の材質はアルミニウム、アルミニウム合金とする。
【００１６】
絶縁スペーサ部材２のスペーサ５には、図３及び図４に示す如く、筒体３と反対側の下面に筒体３と連通し、電極体と電極ピンとを接続するリードが折り畳状に収納されるリード収納域５ａを設けるとともに、そのリード収納域５ａの外周には電極体に当接する当接部５ｂを周設している。
【００１７】
図５は、本発明の非水系電池の第２の実施例に用いられる絶縁スペーサ部材と電極ピンを示し、第１の実施例の絶縁スペーサ部材２を成形する際に、電極ピン４を筒体３に挿入した状態で一体成形したものである。
【００１８】
図６及び図７は、前述した第１の実施例よりも薄型の非水系電池に用いられる第３の実施例の絶縁スペーサ部材２を示し、スペーサ５が長方体となって底面の当接部５ｂが周回状から平行状となったこと以外は、筒体３、リード収納域５ａ等については第１の実施例と同様であり、その断面形状は図１及び図２に示す第１の実施例と同じである。
【００１９】
図８〜図１０は、本発明の第４の実施例の絶縁スペーサ部材２を示し、この第４の実施例の絶縁スペーサ部材２は、第３の実施例の絶縁スペーサ部材２におけるスペーサ５の一部を切欠した如き、Ｈ字形状を成している。この切欠部５ｃの一方は非水系電池を組み立てた最終的な段階で電池内に電解液を入れるときの流路として、他方は蓋体に防爆手段を設けて内部圧力を通すための通路としてもよい。
【００２０】
図１１及び図１２は、本発明の第５の実施例の絶縁スペーサ部材２を示し、この絶縁スペーサ部材２のスペーサ５にも、前述した第４の実施例と同様の目的で２個所の切欠部分を形成するが、この場合は角孔５ｄとし、その底面側の内周には鍔縁を周設して電極体との当接部５ｂを形成している。
【００２１】
尚、本発明の非水系電池にあっては、絶縁スペーサ部材を上述した各実施例に限定するものではなく、筒体３とリード収納域５ａを備えたスペーサとが一体的に形成されていればよく、形状には特に限定されないものである。
【００２２】
【発明の効果】
以上詳述した如く、本発明の非水系電池によれば、電池の外装容器の蓋体に穿設された孔部に収納される合成樹脂製の筒体と、該筒体に収納係合する電極ピンと前記外装容器内に収納された電極体とを接続するリードを収納する収納域を有するスペーサとを一体としスペーサに筒体が突設する形状よりなる絶縁スペーサ部材を、前記電極体と前記蓋体の内面との間に介在したことで、蓋体の孔部とリードの収納域との間に隙間がなくなり、電極ピンと電極体とを接続するリードが外装容器や蓋体と接触して短絡する恐れがなくなるとともに、万が一この絶縁スペーサ部材が組立て時に欠品した場合には、スペーサのみならず筒体も欠如することから、電極ピンが外装容器と短絡していることがチェック工程で確実に判明し得る。また、筒体はスペーサと一体であり電極ピンのかしめ作業時に移動することなく精度良く設定位置を保持されることから、合成樹脂製の筒体を貫通孔に精度良く位置させることが容易に行えるものである。さらに、筒体とスペーサとが一体的な絶縁スペーサ部材にあっては、この２部品が１つとなるだけでなく、外装容器内方の絶縁フィルムをも兼ねることから、部品点数及び組立工数の大幅な低減を図ることができ、作業性の向上に大いに寄与する。
【００２３】
また、電極ピンと絶縁スペーサ部材とを一体成形した場合には、外装容器に絶縁スペーサ部材を配設したのちこの絶縁スペーサ部材に電極ピンを係合させる手間が省けるとともに、部品点数が削減され管理コストの低減を図ることができる。
【００２４】
また絶縁スペーサ部材を、４フッ化エチレン−パーフロロアルキル・ビニルエーテル共重合樹脂（ＰＦＡ），４フッ化エチレン−エチレン共重合樹脂（ＥＴＦＥ），４フッ化エチレン−６フッ化プロピレン共重合樹脂（ＦＥＰ），４フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ），３フッ化エチレン樹脂（ＰＣＴＦＥ），フッ化ビニリデン樹脂（ＰＶＤＦ），フッ化ビニル樹脂（ＰＶＦ），フッ化エチレン−エチレン共重合樹脂（ＥＣＴＦＥ）等のフッ素樹脂の何れか若しくは超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷ−ＰＥ），ポリエチレン，ポリプロピレン等のオレフィン樹脂の何れかから構成した場合には、これらは機械的強度に優れることから絶縁スペーサ部材を薄くすることができ、電池の高容量化に寄与する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の非水系電池の第１の実施例を示す要部分解図である。
【図２】本発明の非水系電池の第１の実施例を示す要部断面図である。
【図３】本発明の非水系電池の第１の実施例に用いられる絶縁スペーサ部材の平面の斜視図である。
【図４】本発明の非水系電池の第１の実施例に用いられる絶縁スペーサ部材の底面の斜視図である。
【図５】本発明の非水系電池の第２の実施例に用いられる絶縁スペーサ部材と電極ピンの断面図である。
【図６】本発明の非水系電池の第３の実施例に用いられる絶縁スペーサ部材の平面の斜視図である。
【図７】本発明の非水系電池の第３の実施例に用いられる絶縁スペーサ部材の底面の斜視図である。
【図８】本発明の非水系電池の第４の実施例に用いられる絶縁スペーサ部材の斜視図である。
【図９】本発明の非水系電池の第４の実施例に用いられる絶縁スペーサ部材の断面図である。
【図１０】本発明の非水系電池の第４の実施例に用いられる絶縁スペーサ部材の断面図である。
【図１１】本発明の非水系電池の第５の実施例に用いられる絶縁スペーサ部材の斜視図である。
【図１２】本発明の非水系電池の第５の実施例に用いられる絶縁スペーサ部材の断面図である。
【符号の説明】
１  蓋体
１ａ  貫通孔
２  絶縁スペーサ部材
３  筒体
４  電極ピン
５  スペーサ
５ａ  リード収納域
５ｂ  当接部
５ｃ  切欠部
５ｄ  角孔
６  絶縁フィルム
７  ワッシャー体
８  リードタブ
【図１】
0003629663.tif 000002
【図２】
0003629663.tif 000003
【図３】
0003629663.tif 000004
【図４】
0003629663.tif 000005
【図５】
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【図６】
0003629663.tif 000007
【図７】
0003629663.tif 000008
【図８】
0003629663.tif 000009
【図９】
0003629663.tif 000010
【図１０】
0003629663.tif 000011
【図１１】
0003629663.tif 000012
【図１２】
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